ARM嵌入式系统通用bootloader的设计与实现构架图.

ARM嵌入式系统通用bootloader的设计与实现+构架图

ARM嵌入式系统通用bootloader的设计与实现+构架图从上图中，可以了解一个基本的ARM最小系统通常包括以下几个部分： ARM CORE 存储控制器：通过它系统可以接入各种DRAM以及ROM； 总线桥接：系统总线与外围总线的连接器 中断控制器：供各种设备提供中断服务 串口 GPIO控制模块：供各种外设以及系统扩充使用对于一些复杂系统，还可以有更多的功能性模块，特别是随着网络通信的发展，ARM系统中包括了更多的通讯控制模块。2.4 Intel Xscale系统构架本文最终实现以及验证平台是基于Intel Xscale构架的，因此在本节中主要介绍一下Intel Xscale的系统结构并简要介绍一下基于Xscale微架构的处理器PXA255。Xscale微构架处理器是为新一代无线手持式应用产品开发的嵌入式处理器，是PCA开发式平台架构中的应用子系统与通信子系统中的嵌入式处理器。图

3.8[7]所示为

Xscale

系统结构

图。 IRQ FIQ Branch Target Buffer CP14 Debug/ Management Trace Buffer Config

Request

Interrupt

Instruction

Instruction

CP15

I-

MRegister Cache(32KB) MU Execution Coprocessor

Core

Interface

Address

Data 32KB

Data D-

Cache

CP0 Data MMU Write Multiplier

Mini

D-

Cache Buffer Accumulator JTAG Debug System Management 图2.8Intel Xscale构架与ARM V5TE相兼容，其主要特性如下：（1） 采用7/8级超级流水线：动态跳转预测以及分支目标缓冲；（2） 支持多媒体处理技术：增加乘、加法器；累加器；兼容ARMV5TE指

令；特定DSP型协处理器CP0；（3） 指令快存（I-Cache）：32KB；（4） 数据快存（D-Cache）：32KB；（5） 微小型数据快存（Mini D-Cache）：2KB；（6） 指令存储器管理单元I-MMU：32路变换后备缓冲器TLB；（7） 数据存储器管理单元D-MMU：32路变换后备缓冲器TLB；（8） 中断控制器；（9） 总线控制器；（10） 调试接口；（11） 动态电源管理；Xscale微构架处理器的时钟可达1GHz，功耗1.6W，并能达到1200兆条指令/秒。目前，基于Xscale微构架的处理器有：IOP310，IOP321，PXA210，PXA250，PXA255，PXA26X等。2.4.1 PXA255介绍PXA250/PXA255应用处理器是Intel公司生产的第一代基于Xscale微构架的第一个系统芯片（ISOC）的处理器。它除了Xscale微内核外，还集成了许多世适用于手持式设备市场需要的外围设备。如图2.9[ 11]所示为PXA255应用处理器的框图。 图2.9PXA255作为本课题的整个硬件平台核心，具有很强的处理能力，同时兼具低功耗和高集成度的特性。它内置了JTAG调试接口，存储器控制器，实时时钟和操作系统时钟，串口，并口，红外通信，蓝牙接口，AC97接口以及USB 1.1设备端控制模块等。第三章 Bootloader的概念本文在实现以及验证上都以开放源代码的linux为操作系统，因此，在众多举例以及图表描述中，多以linux系统为例子。但是，这并不防碍对许多概念的解释，其本质在任何操作系统中都是一致的，所不同的仅仅是实现形式。3.1 Bootloader的基本概念一个嵌入式Linux系统从软件的角度看通常可以分为四个层次：引导加载程序、Linux内核、文件系统、用户应用原文请找腾讯3249114六,维^论~文.网http://www.lwfree.com 程序。用户应用程序文件系统 Linux内核 引导加载程序系统调用接口设备驱动操作系统核心机制（进程调度、内存管理、 中断管理、时钟管理、 文件系统、网络支持 信号机制、同步机制等等）图 3.1引导加载程序是系统加电后运行的第一段代码。我们熟悉的PC中的引导程序一般由BIOS和位于MBR的OS bootloader（例如LILO或者GRUB）一起组成。然而在嵌入式系统中通常没有像BIOS那样的固件程序（有的嵌入式CPU有），因此整个系统的加载启动任务就完全由bootloader来完成。在嵌入式Linux中, 图3.1中的引导加载程序即等效为

bootloader。简单地说，bootloader就是在操作系统内核运行前运行地一段小程序。通过这段小程序，我们可以初始化必要的硬件设备，创建内核需要的一些信息并将这些信息通过相关机制传递给内核，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，最终调用操作系统内核，真正起到引导和加载内核的作用。bootloader是依赖于硬件而实现的，特别是在嵌入式系统中。不同的体系结构需求的bootloader是不同的；除了体系结构，bootloader还依赖于具体的嵌入式板级设备的配置。也就是说，对于两块不同的嵌入式板而言，即使它们基于相同的CPU构建，运行在其中一块电路板上的bootloader，未必能够运行在另一块电路开发板上。Bootloader的启动过程可以是单阶段的，也可以是多阶段的。通常多阶段的bootloader能提供更为复杂的功能，以及更好的可移植性。从固态存储设备上启动的bootloader大多数是二阶段的启动过程，也即启动过程可以分为stage 1和stage 2两部分。上一页 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] 下一页