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基于S3C2410A的U-Boot移植研究

作者:时间:2011-12-29来源:网络收藏

Bootloader是嵌入式系统软件开发的第一个环节,它紧密地将软硬件衔接在一起,对于一个嵌入式设备后续的软件开发至关重要。BootLoader还涉及到许多硬件相关的知识,对于普通的嵌入式开发板,它又是不可跳过的步骤,所以做好它的工作是必须的,对于后续的开发工作也是有益的。是当前比较流行、功能强大的BootLoader,它操作简便,可以支持多种体系结构的处理器,同时提供了完备的命令体系。S3C2410是三星公司一款基ARM920T的嵌入式通用处理器。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/149929.htm

1 嵌入式系统的软件组成

1.1 系统的软件组成

嵌入式的软件系统主要由Bootloader、操作系统、文件系统、应用程序等组成。其中,Bootloader是介于硬件和操作系统之间的一层,其作用就好像PC机中的BIOS。对于一个嵌入式系统,通常BootLoader是依赖于硬件而实现的。对于不同类型的嵌入式芯片、不同的操作系统和外围接口都需要重新、修改和编译Bootloader。

1.2 分析

嵌入式Linux系统中常用的Bootloader引导程序有,redboot,blob和vivi等,其中U-Boot遵循GPL条款的开放源码项目,功能最为强大;U-Boot对PowerPC系列处理器支持最丰富,同时还支持MIPS,x86,ARM,Nios,XScale等诸多常用系列的处理器。

2 U-Boot的启动分析

STage 1的代码在CPU/arm920t/start.s中定义,它包括从系统上电后在0x00000000地址开始执行的部分。Stage 2的起始地址是在Stage1代码中指定的。被复制到SDRAM后,就从第一阶段跳到这个入口地址,开始执行剩余部分代码。第二阶段主要是对内存的分配,对NAND FLASH以及对外围设备的初始化,其代码在lib-arm/board.C中。启动的流程分析如图1所示。

(1)跳转到C语言程序后,先定义初始化函数表,程序在lib-arm/board.e中,如下所示:

(2)初始化FLASH设备和显示FLASH设备信息;

(3)初始化系统内存分配函数;

(4)如果目标系统拥有NAND设备,则初始化NAND设备;

(5)初始化显示设备;

(6)初始化网络设备,填写IP地址、MAC地址等信息;

(7)开启中断处理;

(8)进入命令循环,接收用户从串口的命令输入。

3 U-Boot的方法

本文选用交叉编译环境arm-linux-gcc-2.95.3,选用U-Boot-1.1.4版本作为移植平台,选用的是smdk2410的配置。

3.1 修改CPU/arm920t/start.S文件

Start.s是采用汇编语言编写的U-Boot程序入口代码,完成对底层硬件的初始化,其中有一个很重要的功能是从NAND FLASH中把Stage 2阶段的代码复制到SDRAM中。在此阶段,涉及到对NANDFLASH的读操作,在U-Boot中,没有对NANDFLASH读操作的驱动,采用以下方法实现:

程序

通过调用board/smdk2410/nand_read.C中的nand_read_11函数将Stage 2阶段的代码复制到ram中。

3.2 修改board/smdk2410目录下文件

(1)增加对NANDFLASH的读驱动nand_read.c

程序

(2)在smdk2410.C文件中添加对NANDFLASH初始化的程序

在此主要是对主板的GPIO的一些设置,并加上对NANDFLASH初始化程序。

程序

程序

(3)在Makefile文件中添加nand_read.C文件的编译

OBJS:=smdk24 10.o FLASH.o nand_read.o

3.3 在include文件中设置NAND FLASH硬件参数

在/linux/mtd/nand_ids.h中设置参数:

程序'

3.4 编译与运行

进入U-Boot主目录,重新编译U-Boot代码,运行命令:

(1)查看交叉编译器版本号

ARM-linux-gcc-v

(2)清除生成的连接

Make distclean

(3)编译make smdk2410_cONfig

(4)make CROSS-COMPILE=arm-linux-编译成功后,生成三个文件:

u-boot:ELF格式的文件,可被大多数Debug程序识别。

u-boot.bin:二进制bin文件,纯碎的U-Boot二进制执行代码,不保存ELF格式与调试信息。

u-boot.srec:Motorola S-Record格式,可以通过串口下载到开发板中。

将会得到的u-boot.bin文件借助于FLASH芯片烧写工具,通过JTAG口下载到目标板以后,检查U-Boot能否正常工作。若能从串口输出正确的启动信息,则表明移植基本成功。

4 结 语

通过分析U-Boot的代码结构和启动过程,并针对开发板系统的硬件资源,实现了U-Boot的移植,并且能够引导嵌入式Linux内核和文件系统,为今后进一步开发奠定了坚实的基础。



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