如何將系統(tǒng)軟硬件環(huán)境帶到合適狀態(tài)解析方案

作者：時間：2012-05-31 來源：網(wǎng)絡

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BootLoader通常稱為“系統(tǒng)的引導加載程序”，是系統(tǒng)加電或復位后執(zhí)行的第一段程序代碼[1]。這段程序的主要任務是，實現(xiàn)硬件設備初始化并建立內(nèi)存空間的映射圖，從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個合適的狀態(tài)，以便為最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核或用戶應用程序準備好正確的環(huán)境。通常， BootLoader包含兩種不同的加載和啟動引導方式，即啟動加載方式和下載方式。

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/171389.htm

① 啟動加載(boot loading)方式。這種引導方式也稱為“自主(autonomous)引導方式”，也即BootLoader從目標機的某個固態(tài)存儲設備上將操作系統(tǒng)加載到RAM中并引導運行，整個過程并沒有用戶的介入。這種引導方式是BootLoader的正常工作模式下普遍采用的一種引導方式。因此在嵌入式產(chǎn)品發(fā)布的時候，BootLoader一般以這種引導方式對內(nèi)核代碼進行啟動引導。

② 下載(down loading)方式。在這種引導方式下目標機上的BootLoader將通過串口連接或網(wǎng)絡連接等通信手段從主機下載文件，如下載應用程序、數(shù)據(jù)文件、內(nèi)核映像等。從主機下載的文件通常首先被BootLoader保存到目標機的RAM中，然后再被BootLoader寫到目標機上的固態(tài)存儲設備中，其后完成內(nèi)核的引導運行。BootLoader的這種引導方式通常在系統(tǒng)研發(fā)和更新時使用。

在嵌入式系統(tǒng)研發(fā)階段，現(xiàn)有的BootLoader下載引導方式又可根據(jù)加載途徑的不同細分為以下幾種：

① 通過Ethernet網(wǎng)口從宿主機下載內(nèi)核到目標板，從而實現(xiàn)軟件系統(tǒng)啟動;

② 通過串口從宿主機下載內(nèi)核到目標板從而實現(xiàn)軟件系統(tǒng)啟動;

③ 直接從Flash中提取已存儲的內(nèi)核，從而實現(xiàn)軟件系統(tǒng)的啟動。

總結以上幾種引導方式會發(fā)現(xiàn)，它們有些共同的弊端;在系統(tǒng)調(diào)試時需要進行宿主機與目標板間的硬件線路的實際連接，使用起來不夠方便，且燒片的速度比較緩慢，調(diào)試的效率不高;硬件方面需要大容量的Flash的支持，增加了研發(fā)成本;進行內(nèi)核更新時顯得不夠靈活。為此，采用可移動的存儲介質(zhì)對系統(tǒng)內(nèi)核進行存儲(如SD卡、CF卡等)，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)核的靈活調(diào)試和引導。這種引導方式的好處是，在調(diào)試時無需把宿主機和目標板進行硬件連接，提高了調(diào)試的效率，使用起來更便捷、更靈活;進行內(nèi)核更新時顯得更為靈活，只需把更新內(nèi)核轉存到指定目錄，此外它的實現(xiàn)也比較簡單。進行這方面的改進時只需做以下工作：在硬件方面，增加針對特定移動存儲介質(zhì)的硬件電路，而在中大型系統(tǒng)中，有關移動存儲介質(zhì)的硬件電路(如SD卡、CF卡等相關的電路)是現(xiàn)成的，所以硬件部分也可忽略;在BootLoader程序內(nèi)部，只需添加對移動存儲介質(zhì)(如CF卡、SD卡等)基于文件系統(tǒng)進行存儲訪問的指令。按此思路，在已有硬件平臺的基礎上針對移動設備SD卡對原有BootLoader進行了改進。下面介紹實現(xiàn)過程。

1 硬件平臺

本次改進測試的硬件平臺是由英蓓特公司開發(fā)的基于LPC2294 ARM控制器的LPC22EB06I實驗平臺。其上的主要功能模塊有：

① 2 MB的Flash、1 MB的SRAM(可擴展到4 MB)、256B具有I2C接口的E2PROM等存儲器;

② 2個RS232(其中一路可接Modem)、RS485、CAN等通信總線接口;

③ 2個調(diào)試接口：LPT和JTAG調(diào)試接口;

④ 支持CF卡、SD/MMC等移動存儲介質(zhì);

⑤ 支持128×128真彩顯示。

圖1是其硬件功能框圖。

圖1 LPC22EB06I開發(fā)平臺功能框圖