嵌入式系统启动与加载过程(BootLoader)的原理及实现

摘要

随着后PC时代的来临，很多原先基于PC才能实现的应用都逐渐向嵌入式设备发展，这得益于集成电路及芯片技术的跨越式发展。目前嵌入式设备的处理器性能和集成度使低功耗、高性能、小型化成为不可避免的趋势，针对这些技术的发展使嵌入式开发越来越受到重视。但随之而来也存在诸多需要提升的技术面，如缺乏统一的硬件架构标准使得软件也变得难以统一。本文通过描述复杂嵌入式系统的加载启动过程并给出完整的软件实现来解决不同系统的不同启动方案，这样能实现基于硬件的改变而使软件尽可能少的修改代码以提高通用性，提高开发效率。
　　 本文首先从介绍嵌入式系统概念和软硬件构成框架、嵌入式系统的启动过程入手，再阐述从芯片内部到外部的整个启动流程，最后针对不同产品或硬件需特殊处理的特点，以当今最流行的手持嵌入式设备中需要USB接口为例，实现基于USB接口的“启动加载”模式和“下载”模式的过程，重点阐述了如何实现这些主要功能和实现时对遇到技术难点的解决办法。
　　 在整个项目过程中，作者主要参与嵌入式系统启动过程的软件实现。针对不同的项目所采取不同的硬件部件，按照本文所提供的实现过程而仅修改必要的Xloader、USB BootLoader硬件相关的配置参数，能简便快捷的完成系统的加载和启动，基于通用型USB BootLoader的正常运行从而使剩下的嵌入式操作系统移植、开发、调试等工作变得快速而高效。