基于S3C44B0的BootLoader设计与实现

摘要

随着嵌入式系统应用开发的深入，它对软硬件的体积大小、成本、功耗和可靠性都提出了严格的要求。嵌入式系统的功能越来越强大，实现也越来越复杂。一个功能强大的嵌入式系统通常需要一种操作系统来给予支持，这种操作系统是已经成熟并且稳定的，可以是嵌入式的Linux、WinCE等。而嵌入式系统启动模块(BootLoader)是嵌入式系统中在操作系统内核前执行的一段代码，它的基本作用就是引导和加载操作系统的内核映像。因此，作为嵌入式系统软件的重要组成部分，对它的研究和实现无疑具有重要的参考价值和现实意义。 本课题研究的就是基于S3C44B0的嵌入式系统BootLoader的设计与实现。在理论上，通过对U-boot这一通用BootLoader的研究，归纳出一个BootLoader的总体结构，对BootLoader的地址规划、模式、程序代码等进行了分析，对其设计环境的搭建和下载等过程做了比较深入地了解，并针对基于S3C44B0处理器的开发板EV44B0Ⅱ，对U-boot进行了移植实践，实现了一个BootLoader。除了实现BootLoader的基本功能外，还将它进行了扩展，增加了对硬件的支持，重点实现了通过网卡接口进行映像下载和在Flash中进行映像升级这两个功能。最后，对所设计的BootLoader进行了功能测试和评估。 通过本课题的研究，能使开发者真正地掌握BootLoader设计的核心技术和开发方法，改变以往设计只能针对具体的应用从零做起的局面，尽快实现一个BootLoader的框架，把主要精力集中在对硬件结构相关的代码的实现上，大大减少了研发人员的在开发过程中的复杂度，这将使开发方法更具科学性，以提高嵌入式系统开发的效率，减少系统开发的工作量。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题背景

1.2课题研究的目的和意义

1.3 BootLoader的研究现状

1.4课题来源以及主要研究内容

第2章BootLoader的功能分析

2.1 BootLoader通用设计模型

2.1.1 BootLoader的概念

2.1.2 BootLoader的功能

2.1.3 Boot Loader的典型结构框架

2.2 U-boot的分析

2.2.1 U-boot的特点

2.2.2 U-boot的结构分析

2.2.3 U-boot的环境变量

2.2.4 U-boot的命令

2.2.5 U-boot启动流程分析

2.3本章小结

第3章BootLoader的设计与实现

3.1系统开发环境

3.1.1 BootLoader开发的硬件环境

3.1.2 BootLoader软件开发环境的构建

3.2 BootLoader的总体设计

3.2.1功能需求分析

3.2.2实现方法

3.2.3 BootLoader的总体框图

3.3 BootLoader的移植准备

3.3.1硬件资源分析

3.3.2存储空间地址规划

3.4 BootLoader移植中的关键问题

3.4.1处理器异常

3.4.2 GPIO设置

3.4.3内存初始化

3.5代码修改

3.5.1具体修改操作

3.5.2一些关键参数值的确定

3.6编译

3.6.1 ARM映像文件的组成

3.6.2连接脚本文件的编写

3.7本章小结

第4章BootLoader扩展功能的实现

4.1添加自定义命令

4.2通过网卡接口进行映像下载

4.2.1网卡芯片介绍及与系统的连接

4.2.2网卡驱动程序的实现

4.2.3网卡的中断处理

4.3在Flash中进行映像的升级更新

4.3.1 Flash芯片介绍

4.3.2 Flash驱动程序的实现

4.3.3 Flash升级模块

4.4本章小结

第5章程序烧录与验证

5.1程序烧录

5.2功能验证

5.2.1基本启动功能的实现

5.2.2扩展硬件支持功能的实现

5.2.3程序性能测试

5.3本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致谢