【正文】 ，除了體系結構， BootLoader還依賴于具體的嵌入式板級大學畢業(yè)設計（論文）—16—設備的配置。也就是說，對于兩塊不同的嵌入式板而言，即使它們基于相同的CPU構建，運行在其中一塊電路板上的BootLoader未必能夠運行在另一塊電路開發(fā)板上，要使之后的軟件系統(tǒng)能正常地運行起來，就必須確保BootLoader能正確地從ROM中被讀取運行，并且具備引導操作系統(tǒng)的能力，所以要對BootLoader進行正確移植和修改。由上所述可知，BootLoader 是嵌入式系統(tǒng)中重要的一部分，目前流行的BootLoader主要有：（1）UBOOT。UBOOT是德國DENX 小組開發(fā)的用于多種嵌入式CPU的BootLoader程序，它可以運行在基于 PowerPC、ARM、MIPS等多種嵌入式開發(fā)板上。從：//。//下載UBOOT 的源代碼。（2）VIVI 。 VIVI是由韓國 MIZI公司開發(fā)的專門用于ARM產(chǎn)品線的一種BootLoader。因為VIVI目前只支持使用串口和主機通信，所以必須使用一條串口電纜來連接目標板和主機。VIVI的源代碼下載地址為。//。（3）Blob 。Blob 是Boot Loader Object的縮寫，是一款功能強大的BootLoader。其源碼在。//。Blob最初是由JanDerk Bakker和Erik Mouw兩人為一塊名為 LART（Linux Advanced Radio Terminal）的開發(fā)板所寫，該板使用的處理器是StrongARM SA1100，現(xiàn)在Blob已經(jīng)被成功地移植到許多基于ARM的CPU 上。（4）RedBoot。RedBoot是一個專門為嵌入式系統(tǒng)定制的引導啟動工具，最初由Redhat開發(fā)，它是基于eCos（Embedded Configurable Operating System）的硬件抽象層，同時它繼承了eCos的高可靠性、簡潔性、可配置性和可移植性等特點。RedBoot集BootLoader、調試、 Flash燒寫于一體，支持串口、網(wǎng)絡下載，執(zhí)行嵌入式應用程序。既可以用在產(chǎn)品的開發(fā)階段（調試功能），也可以用在最終的產(chǎn)品上（Flash 更新、網(wǎng)絡啟動）。RedBoot支持下載和調試應用程序，開發(fā)板可以通過BOOTP/DHCP協(xié)議動態(tài)配置 IP地址，支持跨網(wǎng)段訪問。用戶可以通過tftp協(xié)議下載應用程序和image，或者通過串口用xmodem/ymodem下載，在嵌入式系統(tǒng)應用中非常廣泛。（5）ARMboot 。ARMboot是一個以ARM或StrongARM為內核CPU的嵌入式系統(tǒng)的BootLoader固件程序，該軟件的主要目標是使新的平臺更容易被移植并且盡可能地發(fā)揮其強大性能。它只基于ARM固件，但是它支持多種類型的啟動，比如Flash ，網(wǎng)絡下載通過bootp、dhcp、tftp等。它也是開源項目，可以從。//料,它在ARM 處理器方面應用非常廣泛。大學畢業(yè)設計（論文）—17—（6）DIY。DIY（Do It Youself），即自己制作。以上UBOOT、VIVI、Blob 、RedBoot和ARMboot等成熟工具移植起來簡單快捷，但它們都存在著一定的局限性。首先，它們是面向大部分硬件的工具，在功能上要滿足大部分硬件的需求。一般情況下，我們只需要與特定的開發(fā)板相關的實現(xiàn)代碼，其他型號開發(fā)板的實現(xiàn)代碼對它來說是沒有用的，所以通常它們的代碼量較大。其次，它們在使用上不夠靈活。比如，在這些工具上添加自己的特有功能相對比較困難，必須熟悉該代碼的組織關系，以及了解它的配置編譯等文件。用DIY的方式自己編寫針對目標板的BootLoader 不但代碼量短小，同時靈活性很大，最重要的是將來容易維護。因此，在實際嵌入式產(chǎn)品開發(fā)時大都選擇DIY的方式編寫B(tài)ootLoader。 UBOOT 的簡介UBOOT的全稱為Universal Boot Loader，是遵循 GPL（GNU General Public License）協(xié)議的開放源碼項目。該條款規(guī)定開發(fā)者必須開放源代碼，確保用戶可以自由地共享和修改軟件，目的是促進軟件知識的自由傳播。不少UBOOT源代碼就是相應的Linux內核源程序的簡化，尤其是一些設備的驅動程序。UBOOT不僅支持嵌入式Linux系統(tǒng)的引導，還支持NetBSD，VxWorks，QNX，RTEMS，ARTOS，LynxOS等操作系統(tǒng)，所以本設計打算選用此Boot Loader。UBOOT源代碼是由多個目錄組成的GNU項目，在不同的目錄中按功能分類存放了C 語言的代碼文件，其主要目錄結構如下：Board：UBOOT所支持目標開發(fā)板相關文件。主要包含SDRAM 和Flash的驅動程序；Common與處理器體系結構無關的通用代碼，如內存大小探測與故障檢測， ；Cpu：與處理器相關的文件，如ARM920t子目錄下含 S3C2410的串口、IIC接口和中斷初始化等文件。 就包含在此目錄；Drivers：各種外設驅動程序；Doc：UBOOT的說明文檔；Include：頭文件目錄；Lib_XXX：處理器體系相關的文件，如lib_ppc，lib_arm目錄分別包含與PowerPC、體系結構相關的文件；Net：與網(wǎng)絡功能相關的文件目錄，如bootp，nfs，tftp等網(wǎng)絡協(xié)議。UBOOT支持多種CPU 體系結構，但對于不同的CPU來說，整個啟動流程是大學畢業(yè)設計（論文）—18—類似的。下面介紹以ARM920T為架構的CPU 啟動過程。UBOOT的啟動可以分為兩個階段：第一階段用匯編語言實現(xiàn)，負責初始化低層次的硬件，如CPU底層的寄存器和RAM等；第二階段用C語言實現(xiàn)，負責初始化較高級的外圍硬件接口，如串口、USB、網(wǎng)卡等，另外，通過C語言可實現(xiàn)更高級的應用，如命令行調試、網(wǎng)絡傳輸?shù)?。UBOOT整個程序的入口點位于cpu/ARM920T/，它用ARM匯編語言編寫，它是ARM 上電啟動后執(zhí)行的第一段代碼，實現(xiàn)UBOOT的第一階段啟動。： BootLoader啟動步驟 UBOOT 的移植和修改步驟 UBOOT 由 Nand Flash 啟動概述UBOOT支持從NOR Flash啟動，本設計用的是Nand Flash因為Nand Flash的價格相對便宜。為了解決Nand Flash不能直接本地讀取數(shù)據(jù)的問題，本系統(tǒng)需要對UBOOT進行修改，使得啟動代碼能被存儲在Nand Flash 中也能正常運行。S3C2410本身也針對從Nand Flash啟動的方案采取了相應的措施。它在Nand Flash控制器端采用了4KB的內部緩沖區(qū)，CPU 上電后會把Nand Flash的前4KB代碼自動轉移到內部緩沖中執(zhí)行。通過OM【1：0】信號跳線可以選擇是否啟用該啟動定義程序入口設置異常向量初始化 CPU 底層部件搬移 ROM 的程序到 RAM程序轉移到 RAM 上執(zhí)行大學畢業(yè)設計（論文）—19—方式:OM【1：0】=00時處理器從Nand Flash啟動；OM【1：0】=01時處理器從16位寬的rom啟動；OM【1：0】=10時處理器從32位寬的rom啟動；OM【1：0】=11時測試模式的rom啟動；當使用Nand Flash啟動時，4KB的內部緩沖區(qū)會被映射到0x0地址，此地址存放了CPU 上電后的第一條指令。，要跳過之前介紹的“搬移ROM中的程序到RAM”那一步，然后插入自己修改的NAND啟動代碼。本設計中，UBOOT調試用到的硬件和功能主要有一個串口，DM9000E 網(wǎng)卡支持tftp 下載，工作頻率為200M的S3C2410處理器，JTAG口燒寫UBOOT映像文件，1片4M*16位數(shù)據(jù)寬度的Nand Flash地址范圍為0x01000000~0x01800000和1片32MB16位SDRAM 位數(shù)據(jù)寬度的SDRAM地址范圍為0x30000000~0x32022000。 Flash使用了2410處理器的BANK0單元。 UBOOT 基本配置移植步驟本設計采用UBOOT ，UBOOT已經(jīng)支持的開發(fā)板中選擇一種和目標板接近的并在其基礎上進行修改，代碼修改的步驟如下：(1) 在UBOOT Makefile中加入my2410_config：unconfig,其中的參數(shù)意思arm:CPU的架構。ARM920t：CPU 的類型；(2) 建立自己開發(fā)板所需目錄、文件配置文件。1. 建立board/my2410目錄，拷貝 board/smdk2410下的文件到board/my2410目錄，2. 修改my2410目錄下的Makefile文件，將OBJS= 修改為OBJS= include/configs/ include/configs/(3)排除編譯器問趔。修改cpu/ARM920t/PLATFORM_CPPFLAGS+=$(call ccoption,mapcs32,mabi=apcsgnu)改為: cpu/ARM920t/ PLATFORM_CPPFLAGS+=$(call ccoption,mapcs32,$(call ccoption,mabi=apcsgnu))(4)修改include/configs/define CFG_PROMPT “my2410” /*我自己UBOOT的調試平臺名字*/define CONFIG_BOOTDELAY /*自動啟動時間為3秒*/define CONFIG_BOOTARGS “noinitrd root=/dev/mtdblock/3 init=linuxrc 大學畢業(yè)設計（論文）—20—console=ttyS0” /*Nand Flash 第三分區(qū),串口0,Linux ,也可以不設,在移植后用Nand Flash的命令再設置*/ UBOOT 對 Nand Flash 命令的支持由于UBOOT調試要用到一些Nand Flash命令，如對設置一些參數(shù)保存要用到nand write對參數(shù)的保存到Nand Flash中要用nand save命令等，所以要在UBOOT中加入一些命令。步驟如下：（1）在include/configs/ 文件將CFG_CMD_NAND宏打開。（2) 在 include/linux/mtd/。（3）加入對Samsung K9F1208U0B Nand Flash的基本宏定義。（4）在lib_arm/ Flash初始化函數(shù) extern ulong nand_probe(ulong physadr)。 啟動代碼的移植S3C2410被配置成從NAND 閃存啟動，上電后，S3C2410的NAND閃存控制器會自動把NAND閃存中的前4K數(shù)據(jù)搬移到內部RAM 中,并把0X00000000設置為內部RAM的起始地址,CPU從內部 RAM的0X00000000位置開始啟動。因此要把最核心的啟動程序放在NAND閃存的前4K中。由于NAND 閃存控制器從NAND閃存中搬移到內部RAM 的代碼是有限的,所以,在啟動代碼的前4K 里,必須完成S3C2410 的核心配置,并把啟動代碼的剩余部分搬到RAM中運行。在UBOOT中,前4K 完成的主要工作就是U0BOOT啟動的第一個階段（stage1）。根據(jù)UBOOT的執(zhí)行流程圖，可知要實現(xiàn)從NAND閃存中啟動UBOOT首先需要初始化NAND閃存,并從NAND閃存中把UBOOT搬移到RAM中,最后需要讓UBOOT支持,NAND閃存的命令操作。 Nand Flash 環(huán)境參數(shù)的設置UBOOT默認從NOR FLASH啟動，此時環(huán)境參數(shù)可以存放在NOR FLASH 中，也可以存放在NAND FLASH中。在NOR FLASH中時,參數(shù)的存儲位置由CFG_ENV_ADDR決定。此外必須有CFG_ENV_IS_IN_FLASH 、CFG_ENV_SIZE這兩個宏定義。如果UBOOT從NAND FLASH啟動，由于從NAND FLASH啟動時S3C2410內部的4K SRAM被影射到Ngcso,故此時NOR FLASH是無效,也不能對NOR FLASH進行操作。因此環(huán)境變量是不能存儲在NOR FLASH上,此時只能將環(huán)境變量存儲到NAND FLASH中。/*define CFG_ENV_IS_IN_FLASH 1 */ /*注釋掉此行,添加下面三行*/define CFG_ENV_IS_IN_NAND 1define CFG_ENV_OFFSET 0xf0000大學畢業(yè)設計（論文）—21—define CFG_ENV_SIZE 0x10000由于uBOOT默認條件下是不傳遞環(huán)境參數(shù)到LINUX內核的TAG 區(qū)(默認從0X30000100開始),為了能夠用UBOOT引導LINUX 內核,必須定義以下配置,把信息傳入LINUX核心。define CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGSdefine CONFIG_INITRD_TAGdefine CONFIG_CMDLINE_TAG Linux 內核移植? 結合系統(tǒng)的硬件要求，需要對內核的適當配置，主要的修改包括了根目錄和arch/arm/boot等目錄下的Makefile分別針對Nand Flash、LCD驅動、USB主機驅動、啟動掛載devfs支持文件系統(tǒng)、Cramfs ，Yaffs 文件系統(tǒng)的支持以及聲音系統(tǒng)的支持進行源代碼的修改。對內核進行配置就是對其硬件進行裁剪，通過導入與S3C2410接近SMDK2410的默認配置可以