基于S3C2440的BootLoader设计与实现

摘要

本论文的主要工作是：为实验室项目“穿戴式信息网络”的硬件平台，设计并实现一个基于CPUS3C2440的Boot Loader。Boot Loader在嵌入式系统中负责系统各硬件的初始化，及操作系统内核的加载。研究和实现Boot Loader是嵌入式系统软件开发的重要环节。 在分析“穿戴式信息网络”的应用领域、发展状况及其硬件平台组成和基本结构的基础上，本文首先基于“穿戴式信息网络”的硬件平台设计了Boot Loader开发的软、硬件环境。 概述了Boot Loader的基本概念和典型结构，深入分析并总结了两种通用BootLoader(VIVI和U-BOOT)的编译方法和运行过程，比较了两者的优缺点。研究并提出了适用于本项目的Boot Loader实现方法：即以U-BOOT为基础，先实现BootLoader的基本功能，再实现扩展功能。在此基础上，展开具体开发，最终完成了一个可以初始化硬件、引导操作系统内核，并能支持网络下载、NANDFlash操作和直接烧写Yaffs文件系统的Boot Loader。 本文还针对BootLoader的调试方法进行了讨论，重点分析了基于软件模拟器和基于硬件仿真器两种调试手段，并给出了各种基本功能和扩展功能的验证方法和结果。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录、英文缩略语表

声明

第1章绪论

1.1穿戴式信息网络简介及发展状况

1.2穿戴式信息网络的软件开发

1.3论文主要内容

第2章 BootLoader开发的硬件平台及软、硬件环境

2.1穿戴式信息网络的硬件平台

2.1.1.主CPU部分

2.1.2.存储器部分

2.1.3.接口部分

2.1.4.无线收发模块

2.2 BootLoader开发的硬件环境

2.2.1.主机和目标板结合的交叉开发模式

2.2.2.硬件选择

2.3 BootLoader开发的软件环境

2.4本章小结

第3章 BootLoader的功能分析

3.1 BootLoader的通用模型

3.1.1.BootLoader的基本概念

3.1.2.BootLoader的安装媒介及控制机制

3.1.3.BootLoader的主要任务与典型框架结构

3.1.4.BootLoader的操作模式

3.1.5.BootLoader的研究现状

3.2 VIVI

3.2.1.VIVI的源码结构

3.2.2.VIVI的操作模式

3.2.3.VIVI的编译

3.2.4.VIVI的运行过程

3.3 U-BOOT

3.3.1.U-BOOT的源码结构

3.3.2.U-BOOT的操作模式

3.3.3.U-BOOT的编译

3.3.4.U-BOOT的运行过程

3.4 VIVI和U-BOOT的比较

3.5本章小结

第4章 BootLoader的设计与实现

4.1 BootLoader的总体设计

4.1.1.功能需求分析

4.1.2.实现方法

4.2 U-BOOT移植前的准备

4.2.1.硬件资源分析

4.2.2.规划存储空间地址

4.3 U-BOOT移植的关键步骤

4.3.1.建立自己的开发板

4.3.2.建立开发板配置头文件

4.4代码修改

4.5编译

4.6本章小结

第5章 BootLoader的功能扩展

5.1添加自定义命令

5.2通过网络进行镜像下载

5.2.1.网络芯片介绍及硬件连接方法

5.2.2.添加命令的具体方法

5.3在NAND Flash中进行镜像升级

5.4环境变量命令的支持

5.5直接烧写Yaffs文件系统

5.5.1.Linux的文件系统类型

5.5.2.添加烧写Yaffs文件系统的命令

5.6本章小结

第6章 BootLoader的调试及验证

6.1 BootLoader的调试方法

6.1.1.基于软件模拟器的调试方法

6.1.2.基于硬件仿真器的调试方法

6.2 BootLoader的验证

6.2.1.引导内核功能的验证

6.2.2.网络下载功能的验证

6.2.3.烧写Yaffs文件系统功能的验证

6.2.4.常用命令的验证

6.3本章小节

第7章 总结及展望

7.1论文工作总结

7.2论文后续工作展望

致谢

参考文献

作者在读期间发表的论文