嵌入式开发教程之基于S3C2410A的嵌入式系统的U-Boot移植

嵌入式开发教程之基于S3C2410A的嵌入式系统的U-Boot移植引言1嵌入式系统的软件组成1．1系统的软件组成1．2U-Boot分析2U-Boot的启动分析3U-Boot的移植方法3．1修改cpu／arm920t／start．S3．2修改board／smdk2410目录下文件3．3在include文件中设置NANDFLASH硬件参数3．4编译与运行4结语1

arm嵌入式处理器已被广泛应用于消费电子产品、无线通信、网络通信和工业控制等领域。其中，arm9的芯片更是以其低价格、低功耗、高性能在手持设备中占据着重要市场。在嵌入式操作系统中，Linux，Vxworks，WinCE三足鼎立，其中Linux由于其开源性、稳定性、安全性、可裁减性更是一支独放。在嵌入式系统中，如何实现在arm9平台下Linux操作系统的引导工作是嵌入式技术开发的重要环节。引言21．1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。系统加电运行后，由系统自动加载。通过这段程序，可以初始化硬件设备，建立内存空间的映射图，从而将系统的硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核准备好环境。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移植、修改和编译Bootloader。1嵌入式系统的软件组成3嵌入式Linux系统中常用的Bootloader引导程序有U-Boot，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；U-Boot引导程序分为Stage1和Stage2两大部分，Stage1中主要包括设备初始化、中断设置、时钟设置和存储器初始化等工作，并且采用汇编语言实现，而一些通用功能大多采用C语言实现，放在Stage2中。1．2嵌入式开发教程之U-Boot分析4

Stage1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。这部分代码系统启动后，从NANDFLASH自动加载到SDRAM中，它包括对S3C2410A中寄存器的初始化和将U-Boot的Stage2代码从FLASH拷贝到SDRAM。Stage2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NANDFLASH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。2嵌入式开发教程之U-Boot的启动分析5嵌入式开发教程6

(1)跳转到C语言程序之后，首先定义初始化函数表，程序在lib-arm／board．e中，如下所示：嵌入式开发教程7

(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。嵌入式开发教程8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。为了使U-Boot支持新的开发板，一种简便的做法是在U-Boot已经支持的开发板中选择一种与目标板接近的，在其基础上进行修改。这里选用的是smdk2410的配置。3嵌入式开发教程之U-Boot的移植方法9

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NANDFLASH中把Stage2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：3．1修改cpu／arm920t／start．S文件10嵌入式开发教程通过调用board／smdk2410／nand_read．C中的nand_read_11函数将Stage2阶段的代码复制到ram中。11

(1)增加对NANDFLASH的读驱动nand_read．c3．2修改board／smdk2410目录下文件12

(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。嵌入式开发教程13嵌入式开发教程14(3)在该目录下的Makefile文件中添加nand_read．C文件的编译

OBJS：=smdk2410．oFLASH．onand_read．o嵌入式开发教程15在／linux／mtd／nand_ids．h中设置参数：3．3在include文件中设置NANDFLASH硬件参数16配置好以后，进入U-Boot主目录，重新编译U-Boot代码，运行命令：

(1)查看交叉编译器的版本号

arm-linux-gcc-v

(2)清除生成的连接

Makedistclean

(3)编译makesmdk2410_config

(4)makeCROSS-COMPILE=arm-linux-编译成功后，将生成三个文件：3．4嵌入式开发教程之编译与运行17

u-boot：ELF格式的文件，可以被大多数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格式和调试信息。这个文件用于烧到用户的开发板中。

u-boot．srec：MotorolaS-Record格式，可以通过串口下载到开发板中。将得到的u-boot．bin文件借助于FLASH芯片烧写工具，通过JTAG口下载到目标板后，检查U-Boot能否正常工作。如果能从串口输出正确的启动信息，就表明移植基本成功。嵌入式开发教程18目前笔者移植的U-Boot已经