U-Boot從NAND Flash啟動的實現

摘要：U-Boot不能從NAND Flash啟動給應用帶來些不便，因此修改U-Boot使其支持從NAND Flash啟動。分析了U-Boot啟動流程的兩個階段及實現從NAND Flash啟動的原理和思路，并根據NAND Flash的物理結構和存儲特點，增加U-Boot對NAND Flash的操作支持，從而完成把存儲在NAND Flash上的U-Boot代碼復制到SDRAM中執(zhí)行，實現從NAND Flash的啟動。修改過后的U-Boot可以直接從NAND Flash啟動，給應用帶來便利。
關鍵詞：U-Boot；NAND Flash；Boofloader；S3C2440；移植

Bootloader引導裝載程序是系統上電后運行的第一段程序，其作用是完成基本的硬件初始化工作，所以引導裝載程序跟硬件有著緊密的聯系。因此必須根據開發(fā)板的硬件配置對引導裝載程序進行修改才可以使其運行起來。隨著嵌入式系統的復雜化，大容量數據存儲的NAND Flash的應用會越來越廣泛，同時U-Boot是功能最豐富的Bootloader，但遺憾的是U-Boot不支持從NAND Flash啟動。所以如果能實現U-Boot從NAND Flash啟動的話將會給應用帶來很大的方便。本文討論修改U-Boot使其支持從NAND Flash啟動．采用基于S3C2440的開發(fā)板。

1 U-Boot簡介及流程分析
U-Boot，全稱universal boot loader，是遵循GPL條款的開放源代碼項目。可以引導多種操作系統，支持多種架構的CPU。它支持如下操作系統：Linux、NetBSD、VxWorks等，支持如下架構的CPU：PowerPC、MIPS、X86、ARM、NIOS、XSeale等，同時支持NFS掛載，是一個功能豐富的BootLoader。它的整個程序框架清晰，易于移植，許多設計人員將自己的移植代碼上傳到網站(http：／／sourceforge．net／project-s／u-boot／) 上，更新速度很快。目前的版本是1．1．6，本論文正是采用此版本進行說明，U-Boot的目錄結構參見U-Boot源代碼。

要進行U-Boot的修改移植必須了解U-Boot的程序運行流程，這是必要的一步。U-Boot屬于兩階段的BootLoader，其啟動流程如圖l所示。第一階段的文件為cpu／arm920t／start．S和board／smdk2410／lowlevel_init．S，用ARM匯編語言編寫，前者是平臺相關的，后者是開發(fā)板相關的。第一階段主要是關于基本硬件的初始化，包括關閉MMU、CACHE、設置PLL時鐘比例、關閉看門狗；初始化SDRAM，為復制第二階段代碼做準備，最后復制第二階段代碼到SDRAM中，然后跳到SDRAM中運行第二階段。第二階段代碼都是用C語言編寫的，功能更加復雜。主要是進一步初始化硬件設備、檢測內存映射、復制內核鏡像和根文件系統到SDRAM以及設置啟動參數從而啟動內核。