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文档简介
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
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