【正文】 ............................................................................19 Nor Flash 啟 動 實 現(xiàn) ...................................................................................................21 Nand Flash 啟 動 實 現(xiàn) .................................................................................................21 USB 下 載 實 現(xiàn) .....................................................................................................................24 菜 單 操 作 界 面 實 現(xiàn) ..............................................................................................................25 UBoot 命 令 ...............................................................................................................25 菜 單 操 作 界 面 實 現(xiàn) ....................................................................................................26 支 持 燒 寫 Yaffs2 文 件 系 統(tǒng) 實 現(xiàn) .........................................................................................27 內(nèi) 核 啟 動 實 現(xiàn) .....................................................................................................................29 UBoot 內(nèi) 核 啟 動 方 式 ...............................................................................................29 添 加 支 持 啟 動 內(nèi) 核 ....................................................................................................30第 四 章 功 能 測 試 ......................................................................................................................31 在 SDRAM 中 運 行 測 試 ......................................................................................................31IV Flash 啟 動 測 試 ....................................................................................................................31 Nor Flash 啟 動 測 試 .................................................................................................31 Nand Flash 啟 動 測 試 ...............................................................................................31 菜 單 操 作 界 面 測 試 ..............................................................................................................32 啟 動 內(nèi) 核 與 下 載 Yaffs2 根 文 件 系 統(tǒng) 測 試 ..........................................................................32第 五 章 總 結(jié) .............................................................................................................................33參 考 文 獻 .....................................................................................................錯 誤 ！ 未 定 義 書 簽 。致 謝 ..........................................................................................................................................351第 一 章 前 言 嵌 入 式 系 統(tǒng) 簡 介 嵌 入 式 系 統(tǒng) 定 義嵌 入 式 系 統(tǒng) 是 指 用 于 執(zhí) 行 獨 立 功 能 的 專 用 計 算 機 系 統(tǒng) 。 它 由 微 處 理 器 、 定 時 器 、微 控 制 器 、 存 儲 器 、 傳 感 器 等 一 系 列 微 電 子 芯 片 與 器 件 ， 以 及 嵌 入 在 存 儲 器 中 的 微 型操 作 系 統(tǒng) 和 控 制 應(yīng) 用 軟 件 ， 共 同 實 現(xiàn) 諸 如 實 時 控 制 、 監(jiān) 視 、 管 理 、 移 動 計 算 、 數(shù) 據(jù) 處理 等 各 種 自 動 化 處 理 任 務(wù) 。 嵌 入 式 系 統(tǒng) 以 應(yīng) 用 為 中 心 ， 以 微 電 子 技 術(shù) 、 控 制 技 術(shù) 、 計算 機 技 術(shù) 和 通 信 技 術(shù) 為 基 礎(chǔ) ， 強 調(diào) 硬 件 和 軟 件 的 協(xié) 同 性 與 整 合 性 ， 并 且 軟 件 與 硬 件 可剪 裁 ， 以 滿 足 系 統(tǒng) 對 功 能 、 成 本 、 體 積 和 功 耗 等 的 要 求 [1]。 嵌 入 式 系 統(tǒng) 的 發(fā) 展嵌 入 式 技 術(shù) 在 20 世 紀 70 年 代 起 源 于 微 型 機 ， 從 此 之 后 ， 通 用 計 算 機 與 嵌 入 式 計算 機 就 走 上 了 兩 種 不 同 的 道 路 。 通 用 計 算 機 系 統(tǒng) 的 技 術(shù) 要 求 是 高 速 、 海 量 的 數(shù) 值 計 算 ；技 術(shù) 發(fā) 展 方 向 是 總 線 技 術(shù) 的 無 限 提 升 ， 存 儲 容 量 的 無 限 擴 大 。 而 嵌 入 式 計 算 機 系 統(tǒng) 的要 求 則 是 對 象 的 智 能 化 控 制 能 力 ； 技 術(shù) 發(fā) 展 方 向 是 與 對 象 系 統(tǒng) 密 切 的 嵌 入 性 能 、 控制 能 力 與 控 制 的 可 靠 性 。嵌 入 式 技 術(shù) 的 發(fā) 展 日 新 月 異 ， 經(jīng) 歷 了 單 片 機 (SCM)， 微 控 制 器 (MCU)， 系 統(tǒng) 級芯 片 (SoC)3 個 階 段 。(1) SCM(Single Chip Microputer )SCM 又 稱 單 片 微 型 ， 簡 稱 單 片 機 ， 隨 著 大 規(guī) 模 集 成 電 路 的 發(fā) 展 ， 計 算 機 的CPU、 RAM、 ROM、 定 時 器 和 多 種 I/O 接 口 集 成 在 一 片 芯 片 上 ， 形 成 芯 片 級 計 算 機 。這 個 階 段 主 要 是 “尋 求 ”單 片 形 態(tài) 嵌 入 式 系 統(tǒng) 的 最 佳 體 系 結(jié) 構(gòu) ， 也 是 從 這 個 階 段 起 ，通 用 計 算 機 與 嵌 入 式 計 算 機 就 走 上 了 兩 種 不 同 的 道 路 。(2) MCU(Micro Controller Unit)MCU 即 微 控 制 器 階 段 的 特 征 是 ： “滿 足 ”各 類 嵌 入 式 應(yīng) 用 ， 根 據(jù) 對 象 系 統(tǒng) 要 求擴 展 各 種 外 圍 電 路 和 接 口 電 路 ， 突 顯 其 對 象 的 智 能 控 制 能 力 。 它 所 涉 及 的 領(lǐng) 域 都 與 對象 系 統(tǒng) 相 關(guān) ， 因 此 ， 發(fā) 展 MCU 的 重 任 不 可 避 免 地 電 氣 、 電 子 技 術(shù) 廠 家 身 上 。(3)SoC(System on a chip)2隨 著 設(shè) 計 與 制 造 技 術(shù) 的 發(fā) 展 ， 集 成 電 路 的 設(shè) 計 從 晶 體 管 的 集 成 發(fā) 展 到 邏 輯 門 的集 成 ， 現(xiàn) 在 又 發(fā) 展 到 IP 的 集 成 ， 即 SoC 設(shè) 計 技 術(shù) 。 SoC 可 以 有 效 地 降 低 電 子 /信 息系 統(tǒng) 的 開 發(fā) 成 本 ， 縮 短 開 發(fā) 周 期 ， 提 高 產(chǎn) 品 的 競 爭 力 ， 是 未 來 工 業(yè) 界 將 采 用 的 最 主 要的 產(chǎn) 品 開 發(fā) 方 式 。嵌 入 式 軟 件 隨 著 硬 件 的 發(fā) 展 也 發(fā) 生 了 很 大 的 變 化 。 在 SCM、 MCU 階 段 ， 嵌 入式 軟 件 的 編 寫 通 常 由 相 關(guān) 行 業(yè) 的 電 氣 、 電 子 專 家 編 寫 ， 計 算 機 專 業(yè) 隊 伍 并 沒 有 真 正 進入 單 片 機 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 。 因 此 ， 電 子 技 術(shù) 應(yīng) 用 工 程 師 以 自 己 習 慣 性 的 電 子 技 術(shù) 應(yīng) 用 模 式 從事 單 片 機 的 應(yīng) 用 開 發(fā) 。 這 種 應(yīng) 用 模 式 最 重 要 的 特 點 是 ： 軟 、 硬 件 的 底 層 性 和 隨 意 性 ；對 象 系 統(tǒng) 的 專 業(yè) 技 術(shù) 的 密 切 相 關(guān) 性 ； 缺 少 計 算 機 工 程 設(shè) 計 方 法 。隨 著 嵌 入 式 處 理 器 性 能 的 快 速 提 高 ， 網(wǎng) 絡(luò) 、 通 信 、 多 媒 體 技 術(shù) 得 以 發(fā) 展 ， 很 多 嵌入 式 設(shè) 備 具 備 收 發(fā) 郵 件 、 編 寫 文 檔 、 試 聽 等 功 能 ， 計 算 機 專 業(yè) 人 士 開 始 進 入 嵌 入 式 領(lǐng)域 。 這 形 成 了 明 顯 的 技 術(shù) 特 點 ： 基 于 操 作 系 統(tǒng) 、 以 網(wǎng) 絡(luò) 、 通 信 為 主 的 “非 嵌 入 式 底層 應(yīng) 用 ”—除 了 要 完 成 功 能 比 較 特 殊 、 性 能 比 較 苛 刻 外 ， 嵌 入 式 應(yīng) 用 軟 件 的 開 發(fā) 已 經(jīng)和 普 通 軟 件 沒 有 區(qū) 別 。 實 際 上 ， 很 多 基 于 操 作 系 統(tǒng) 的 嵌 入 式 應(yīng) 用 程 序 就 是 在 PC 機上 模 擬 驗 證 ， 最 后 才 移 入 嵌 入 式 設(shè) 備 的 。 Bootloader 概 述 Bootloader 的 引 入隨 著 各 種 微 處 理 器 功 能 越 來 越 強 大 以 及 軟 件 上 對 操 作 系 統(tǒng) 的 支 持 ， 使 得 整 個 嵌入 式 系 統(tǒng) 擁 有 了 完 整 構(gòu) 架 。 近 年 來 各 種 嵌 入 式 操 作 系 統(tǒng) 也 是 層 出 不 窮 以 適 應(yīng) 各 種 不同 功 能 的 微 處 理 器 ， 然 而 如 何 加 載 操 作 系 統(tǒng) 卻 成 了 嵌 入 式 系 統(tǒng) 遇 到 的 第 一 個 攔 路 虎 。根 據(jù) 一 些 處 理 器 的 硬 件 實 例 可 知 ， 系 統(tǒng) 上 電 之 后 ， 需 要 一 段 程 序 來 進 行 初 始 化 ： 關(guān)閉 WATCHDOG、 改 變 系 統(tǒng) 時 鐘 、 初 始 化 存 儲 控 制 器 、 將 更 多 的 代 碼 復(fù) 制 到 內(nèi) 存 中 等[2]。 能 夠 完 成 這 些 功 能 的 程 序 稱 為 Bootloader。 簡 單 地 說 ， Bootloader 就 是 這 么 一小 段 程 序 ， 它 在 系 統(tǒng) 上 電 時 開 始 執(zhí) 行 ， 初 始 化 硬 件 設(shè) 備 、 準 備 好 軟 件 環(huán) 境 ， 最 后 調(diào) 用操 作 系 統(tǒng) 內(nèi) 核 。 它 把 嵌 入 式 硬 件 和 嵌 入 式 操 作 系 統(tǒng) 銜 接 起 來 ， 對 于 嵌 入 式 系 統(tǒng) 后 續(xù) 軟件 的 開 發(fā) 十 分 重 要 ， 在 整 個 開 發(fā) 中 也 占 有 相 當 大 的 比 例 [3]。 Bootloader 的 種 類 劃 分嵌 入 式 世 界 已 經(jīng) 有 了 各 種 各 樣 的 Bootloader， 種 類 劃 分 也 有 多 種 方 式 ， 除 了 按 照處 理 器 體 系 結(jié) 構(gòu) 不 同 劃 分 以 外 ， 還 有 功 能 復(fù) 雜 程 度 的 不 同 。 首 先 需 要 區(qū) 分 一 下3“Bootloader”和 “Monitor”的 概 念 。 嚴 格 來 說 ， “Bootloader”只 是 引 導(dǎo) 設(shè) 備 并 且執(zhí)