基于ARM嵌入式系统的通用bootloader的设计与实现

单击此处编辑母版标题样式,*,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,基于ARM嵌入式系统的通用 bootloader的设计与实现,11/19/2024,1,目录,第一局部：背景,第二局部：简介,第三局部：目标,第四局部：实施方案,11/19/2024,2,背景,随着信息化进程的推进，嵌入式系统以软硬件的可剪裁性、体积的小型性、技术的集成性等特点广泛应用在信息终端、工业控制和信息家电等领域。采用ARM技术IP核的各种微处理器普及各类产品市场。ARM技术以其较高的性能和成效，使得在嵌入式系统中得到广泛应用，世界上几乎所有的主要半导体厂商都生产基于ARM体系结构的通用芯片,可以说，ARM技术无处不在。另外在嵌入式开发板上运行GNU/Linux已经变得越来说流行，因此，ARM Linux的广泛应用使得围绕它的一些实现、应用和支持都成为热门的研究方向。,11/19/2024,3,简介,1一个嵌入式Linux系统从软件的角度看通常可以分为四个层次 ：,引导加载程序,Linux 内核,文件系统,用户应用程序,11/19/2024,4,简介,2引导加载程序是系统加电后运行的第一段代码。我们熟悉的PC中的引导程序一般由BIOS和位于MBR的OS Bootloader例如LILO或者GRUB一起组成。然而在嵌入式系统中通常没有像BIOS那样的固件程序，因此整个系统的加载启动任务就完全由bootloader来完成。,11/19/2024,5,简介,3简单地说，Bootloader就是在操作系统内核运行前运行的一段小程序。通过这段小程序，我们可以初始化必要的硬件设备，创立内核需要的一些信息，从而将系统的软硬件环境带到一个适宜的状态，最终调用操作系统内核，真正起到引导和加载内核的作用。,11/19/2024,6,目标,1Bootloader是严重地依赖于硬件而实现的，特别是在嵌入式系统中。不同的体系结构需求的bootloader是不同的；除了体系结构，bootloader还依赖于具体的嵌入式板级设备的配置。也就是说，对于两块不同的嵌入式板而言，即使它们基于相同的CPU构建，运行在其中一块板子上的bootloader，未必能够运行在另一块上。但是，我们仍然可以对Bootloader归纳出一些通用的概念来，特别是针对某一特定的体系结构。,11/19/2024,7,目标,2本目标就是针对PXA255处理器，研究专门基于ARM的通用bootloader的设计与实现。PXA255芯片采用XScale核心，它遵从ARM构架V5TE包含浮点运算指令，因此具有一定的代表性。具体为：,以联想 200所用的bootloader为蓝本，其内核是基于ARM的嵌入式Linux，所用的bootloader与其相对应，研究其具体的实现流程，并以此扩展到整个基于ARM的嵌入式系统,以HAPO 200硬件开发板为硬件平台，增加已有的bootloader对板级的支持,11/19/2024,8,实施方案,1技术路线,熟悉与理解ARM相关体系结构、指令系统以及一些开发工具,研究 200的bootloader的源码，理解其实现流程，并在阅读相关资料和走读其他bootloader实现的根底上，由点到面，总结出基于ARM体系的通用bootloader的设计和根底实现,根据具体的硬件开发平台增加现有 200的bootloader对硬件板级配置的支持，为了将来的调试方便，除了根本的串口支持，现增加usb client的支持，以及与此相关的网络上层传输方面如tftp等的支持,进行相应的测试与评估,11/19/2024,9,实施方案,2技术难点,对ARM体系结构真正地深刻理解,有点到面对整个ARM体系通用bootloader的归纳与总结,对板级支持的程度,11/19/2024,10,