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WinCE下BootLoader的启动流程和开发经验

作者:时间:2013-12-04来源:网络收藏

Windows CE最大程度继承了桌面版Windows的丰富功能,但是Windows CE并不是一个通用的安装版操作系统。在形形色色的嵌入式设备世界里,一款CE系统通常只能针对某一种硬件平台生成。

  一般来说,Windows CE的开发过程可以分为:0AL(OEM Abstraction Layer)、驱动、应用程序开发三个步骤。其中,0AL开发最基本的一步是板级支持包(BSP),而设计则在BSP开发中具有极为关键的地位。

  1. 什么是

  嵌入式系统的启动代码一般由两部分构成:引导代码和操作系统执行环境的初始化代码。其中引导代码一般也由两部分构成:第一部分是板级、片级初始化代码,主要功能是通过设置寄存器初始化硬件的工作方式,如设置时钟、中断控制寄存器等,完成内存映射、初始化MMU等。第二部分是装载程序,将操作系统和应用程序的映像从只读存储器装载或者拷贝到系统的RAM中并执行。

  (1)什么是板级BSP?

  BSP(Board Support Package)是板级支持包,是介于主板硬件和操作系统之间的一层,主要是为了支持操作系统,使之能够更好的运行于硬件主板。不同的操作系统对应于不同形式的BSP,例如的BSP和Linux的BSP相对于某CPU来说尽管实现的功能一样,可是写法和接口定义是完全不同的。所以,BSP一定要按照该系统BSP的定义形式来写,这样才能与上层OS保持正确的接口,良好的支持上层OS。

  (2)什么是

  在BSP中有一个重要的组成部分就是BootLoader,它是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序,可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图,从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态,为调用操作系统内核准备好环境。

  一般来说,在嵌入式世界里BootLoader 是严重地依赖于硬件的,因此想建立一个通用的 BootLoader 几乎是不可能的。不同的 CPU 体系结构有不同的BootLoader,而且除了依赖于 CPU的体系结构外,BootLoader还依赖于具体的嵌入式板级设备的配置。这也就是说,对于两块不同的嵌入式板而言,即使它们是基于同一种 CPU 结构而构建的,要想让运行在一块板子上的 BootLoader 程序也能运行在另一块板子上,通常也都需要修改 BootLoader 的源程序。

  2. BootLoader在PC机与嵌入式的区别比较

  (1)引导程序在PC机和嵌入式上的区别

  一般来说,在PC的硬件平台上,由于硬件启动根本就不是通过BootLoader(而是通过BIOS),所以BootLoader就不需要对CPU加电后的初始化做任何工作。在桌面系统中,有以下几种设备可以作为启动设备使用:硬盘、USB盘、光盘驱动器、还有网卡的Boot ROM等。但无论选择了哪一种启动设备,操作系统都会去将该设备起始地址的内容读入内存,BIOS将控制移交给引导装载程序。如果启动设备是IDE硬盘,这时通常将引导装载程序装入第一个扇区(通常被称做主引导扇区,MBR),然后将内容读入内存再运行。

  在嵌入式平台上,引导装载程序是在硬件上执行的第一段代码,通常将引导程序放置在不易丢失的存储器的开始地址或者是系统冷启动时PC寄存器的初始值。在嵌入式系统中,通常并没有像BIOS那样的固件程序,因此整个系统的加载启动任务就完全由BootLoader来完成,引导程序完成自己的任务后,也将控制权移交给操作系统。因此,BootLoader是最先被执行的程序,所以就必须包括加电初始化程序。

  (2)BSP在嵌入式和桌面Windows中的区别


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