基于ARM9内核的软硬件平台设计

作者：时间：2014-07-21来源：网络收藏

　　其中Sibl是bootstrap加载并执行的第一个引导程序，在程序大小上受到bootstrap加载的限制，因此设计上尽量做到了小型化和功能专一。它除了完成最基本的硬件初始化以外，主要功能是实现其他程序(包括Uboot)从NAND Flash的加载，完成下一级Bootloader运行之前的内存地址空间分布。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/255836.htm

　　第二级Bootloader采用功能强大的sourceforge开源软件Uboot。Uboot的主要功能是完成嵌入式操作系统启动前的底层硬件初始化，并为Linux内核提供启动参数，最终引导操作系统Linux内核启动。另外,为了实现程序镜像文件编程写入NAND Flash，Uboot嵌入了一个NAND子系统，通过 Uboot的用户命令行实现对NAND Flash的读/写操作，可将程序镜像写入NAND Flash指定的地址空间。

　　(2) 嵌入式操作系统

　　LPC3180 内部集成了ARM926EJS处理器内核，带存储器管理单元MMU，支持多数主流嵌入式操作系统。系统通过编写板级支持代码，移植了 Linux2.6.10作为平台操作系统，利用稳定的Linux2.6内核实现任务调度、进程管理、内存管理等功能，同时，针对Linux的可配置性，对内核进行裁剪和硬件驱动代码添加，系统实现了一个小型但功能强大的内核程序，适应了嵌入式系统存储资源相对紧缺的状况。

　　5 系统启动流程分析

　　由上面的软件结构组成分析可知，整个系统启动流程分为3个步骤：

　　① 系统上电后，首先从片上ROM固化的bootstrap程序执行。bootstrap用于完成外部引导程序下载并跳入执行。bootstrap运行过程首先读输入引脚GPIO_01。如果GPIO_01置为高，则从NAND Flash下载程序引导系统启动;如果置为低，则依次检测USB接口和UART5接口，通过外部连接下载引导程序。系统通过设置GPIO_IO跳线来控制bootstrap启动过程，本例将GPIO_01置为高，从NAND Flash下载程序。

　　② 系统启动的第二阶段是运行bootstrap下载的引导程序Sibl。Sibl完成系统必要的初始化后，从NAND Flash加载镜像程序到指定的SDRAM空间。镜像程序在起始位置添加了64字节的头信息，用于Sibl识别和加载，头信息数据结构如下：

　　struct image_header {

　　uint32_tih_magic;/*镜像头信息同步字，Sibl通过该字识别程序*/

　　uint32_tih_hcrc;/*镜像头信息CRC校验码*/

　　uint32_tih_time;/*存储镜像创建时间*/

　　uint32_tih_size;/*镜像数据大小*/

　　uint32_tih_load;/*镜像加载地址*/

　　uint32_tih_ep;/*镜像入口地址*/

　　uint32_tih_dcrc;/*镜像数据CRC校验码*/

　　uint8_tih_os;/*操作系统信息*/

　　uint8_tih_arch;/*CPU体系结构类型*/

　　uint8_tih_type;/*镜像类型*/

　　uint8_tih_comp;/*压缩类型*/

　　uint8_tih_name[32];/*镜像名称*/

　　}

　　Sibl 从NAND Flash起始地址开始搜索。如果读到镜像同步字ih_magic，则识别镜像程序，并根据偏移地址读取程序大小ih_size和加载地址 ih_load，将程序加载到指定的SDRAM空间;加载完成后根据CRC校验码ih_dcrc对SDRAM数据进行CRC检测;最后根据镜像类型 ih_type判断镜像是否可执行，若可执行，则跳入镜像入口地址ih_ep，否则Sibl继续搜索NAND Flash镜像程序。

　　镜像程序使用U-boot提供的工具mkimage添加头信息，命令格式如下：

　　mkimage-A arch-O os-T type-C comp-a addr-e ep-n name-d data_file image