嵌入式系统BOOTLOADER的设计与实现

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bootloader原理

bootloader原理引言：在计算机系统中，bootloader（引导加载程序）是启动计算机操作系统的第一个程序。

它的主要作用是初始化系统硬件并加载操作系统内核，使计算机能够正常启动。

本文将详细介绍bootloader的原理和工作流程。

一、bootloader的作用bootloader是计算机启动过程中的重要组成部分，其作用主要有以下几个方面：1. 初始化硬件：bootloader负责初始化计算机系统的硬件设备，包括CPU、内存、外设等。

通过与硬件交互，确保系统能够正常运行。

2. 加载操作系统内核：bootloader从硬盘或其他存储设备中读取操作系统内核的镜像文件，并将其加载到内存中。

加载完成后，将控制权交给操作系统。

3. 提供启动选项：bootloader可以提供多个启动选项，允许用户选择不同的操作系统或系统配置。

这在多系统或多配置的计算机中尤为重要。

二、bootloader的工作流程1. 加电自检：当计算机加电时，CPU会首先执行自检程序，检测硬件设备是否正常工作。

自检完成后，将转移到bootloader程序上。

2. 加载bootloader：在计算机的硬盘或其他存储设备中，有一个固定的位置存放着bootloader程序。

CPU会通过读取存储设备上的引导扇区，将bootloader加载到内存中。

3. 初始化硬件：bootloader会初始化计算机的硬件设备，包括CPU、内存、硬盘、显示器等。

这些初始化操作是为了确保系统能够正常运行，并为操作系统的加载做好准备。

4. 加载操作系统内核：bootloader会从存储设备中读取操作系统内核的镜像文件，并将其加载到内存中的指定位置。

加载完成后，bootloader将控制权交给操作系统。

5. 启动操作系统：操作系统接管控制权后，会执行自己的初始化操作，并进入正常的工作状态。

至此，计算机的启动过程完成。

三、bootloader的实现方式bootloader的实现方式因计算机架构和操作系统而异。

第5章_Bootloader_设计基础

6. BootLoader 与主机之间进行文件传输所用通信设备及协议最常见的情况就是，目标机上的 Boot Loader 通过串口与主机之
间进行文件传输，传输协议通常是 xmodem／ymodem／zmodem 协议中
的一种。但是，串口传输的速度是有限的，因此通过以太网连接并借助 TFTP 协议来下载文件是个更好的选择。
3.将 kernel 映像和根文件系统映像从 flash 上读到 RAM 空间中。
4.为内核设置启动参数。 5.调用内核。
Boot Loader 的 stage1
1. 基本的硬件初始化
屏蔽所有的中断
– 为中断提供服务通常是 OS 设备驱动程序的责任，因此在 Boot Loader 的执行全过程中可以不必响应任何中断。中断屏蔽可以通过写 CPU 的中断屏蔽寄存器或状态寄存器（比如 ARM 的 CPSR 寄存器）来完成。
来实现，以达到短小精悍的目的。而 stage2 则通常用C 语言来实现，这样可以实现给复杂的功能（比如串口、以
太网接口的支持等），而且代码会具有更好的可读性和下步骤(以执行的先后顺序)： 1. 硬件设备初始化 2. 为加载 Bootloader 的 stage2 准备 RAM 空间
系统映像的固态存储设备的典型空间分配结构图。
3. 用来控制 Boot Loader 的设备或机制主机和目标机之间一般通过串口建立连接，Boot Loader 软件在执行时通常会通过串口来进行 I/O，比如：输出打印信息到串口，从串口读取用户控制字符等。
4. Boot Loader 的启动过程是单阶段（Single Stage）还是多阶段（Multi-Stage）通常多阶段的 Boot Loader 能提供更为复杂的功能，以及更好的可移植性。从固态存储设备上启动的 Boot Loader 大多都是 2 阶段

基于S3C44B0X的Bootloader设计与实现 (1)

两方面：
８ＭＢＫ４Ｓ６４１６３２Ｈ，１６位数据宽度，工作电压３．３Ｖ。由于
（１）每种嵌入式微处理器体系结构都有不同的Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ．应ＳＤＲＡＭ执行速度比较快，其通常作为系统运行时的主要区域，
用比较广泛的Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ有ＶＩＶＩ、Ｕ－Ｂｏｏｔ、Ｂｌｏｂ、ＲｅｄＢｏｏｔ等。有用来存放系统及用户数据、堆栈等。另外，除了可用于下载和通
２ＡＲＭ７核心板介绍
图１ＡＲＭ７核心板结构图２．２Ｓ３Ｃ４４Ｂ０Ｘ的存储器映射系统复位后，Ｓ３Ｃ４４Ｂ０Ｘ的存储空间映射图如图２所示。ＡＲＭ处理器Ｓ３Ｃ４４Ｂ０Ｘ的系统存储空间分为８段（Ｂａｎｋ０－
２．１ＡＲＭ７核心板的构成作者设计的ＡＲＭ７核心板主要由ＣＰＵ、电源管理、存储单元、ＪＴＡＧ接口和串口五部分组成。图１是其结构图。ＣＰＵ这里
顺序）：
１）初始化本阶段要使用到的硬件设备
２）检测系统内存映射
３）将内核映像和根文件系统映像从Ｆｌａｓｈ读到ＲＡＭ
４）为内核设置启动参数
５）调用内核
图３Ｓｔａｇｅ１初始化流程图／＊中断向量表用于处理异常情况，当发生异常情况时，首先要保存当前程序的返回地址和ＣＰＳＲ寄存器的值，然后进入到相应的异常向量地址。一般来说，在异常向量地址处放置无条件跳转指令，使程序进入相应的异常处理过程。＊／＿ＥＮＴＲＹＢＲｅｓｅｔＨａｎｄｌｅｒ；ｒｅｓｅｔｖｅｃｔｏｒＢＵｎｄｅｆｉｎｅｄＨａｎｄｌｅｒ；ＵｎｄｅｆｉｎｅｄｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＢＳＷＩＨａｎｄｌｅｒ；ＳＷＩＢＰｒｅｆｅｔｃｈＨａｎｄｌｅｒ；ＰｒｅｆｅｔｃｈａｂｏｒｔＢＡｂｏｒｔＨａｎｄｌｅｒ；ＤａｔａａｂｏｒｔＢ．；ＡｄｄｒｅｓｓｅｘｃｅｐｔｉｏｎＢＩＲＱＨａｎｄｌｅｒ；ＩＲＱＢＦＩＱＨａｎｄｌｅｒ；ＦＩＱ …… ／＊复位入口，切换到超级模式并禁止中断。在整个ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ的初始化过程中我们都不必响应中断，因此首先禁止系统的中断。＊／ＭＲＳａ１，ＣＰＳＲＢＩＣａ１，ａ１，＃ＭＯＤＥ＿ＭＡＳＫＯＲＲａ１，ａ１，＃ＳＵＰ＿ＭＯＤＥＯＲＲａ１，ａ１，＃ＬＯＣＫＯＵＴ；关闭ＩＲＱ、ＦＩＱ中断ＭＳＲＣＰＳＲ＿ｃｘｓｆ，ａ１ＬＤＲｒ０，＝ＩＮＴＣＯＮ；设置中断模式，非向量中断模式ＬＤＲｒ１，＝０ｘ０７；ＩＲＱ、ＦＩＱ中断禁止ＳＴＲｒ１，［ｒ０］ＬＤＲｒ０，＝ＩＮＴＭＳＫ；关闭所有中断ＬＤＲｒ１，＝０ｘ０７ｆｆｆｆｆｆＳＴＲｒ１，［ｒ０］ＬＤＲｒ０，＝ＳＹＳＣＦＧ；使能回写ｂｕｆｆｅｒ和ＣａｃｈｅＬＤＲｒ１，＝０ｘＥＳＴＲｒ１，［ｒ０］ …… ／＊当必要的硬件初始化设置完毕后，接下来为核心代码贮备ＲＡＭ空间，包括ＲＯ、ＲＷ、ＺＩ这３个段设置相应的内存映射向量，Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ先将ＺＩ段请零，然后将ＲＯ段复制到ＲＷ段中。由于在我们采用的Ｓ３Ｃ４４Ｂ０Ｘ微处理器里对于ＦＬＡＳＨ和ＲＡＭ地址空间是使用的统一编址的，因此我们可以直接使用一个简单循环来完成拷贝。＊／ｍｏｖｅ＿ｄａｔａ：ＬＤＲａ１，＝Ｉｍａｇｅ＿ＲＷ＿Ｂａｓｅ；ＲＷ段运行时的起始地址

stm32f103 bootload原理

stm32f103 bootload原理STM32F103是一款基于Cortex-M3内核的微控制器，具有丰富的外设和高性能的计算能力。

在实际应用中，常常需要对STM32F103进行固件更新或更改，以实现新功能或修复已知问题。

为了实现这一目标，STM32F103具备了bootloader（启动加载器）功能，即可以通过引导加载器进行固件的更新。

本文将以STM32F103的bootloader原理为主题，详细讲解其实现过程。

一、什么是bootloader？在计算机领域，bootloader是一种可以加载操作系统或其他应用程序的程序。

它位于系统内存的固定位置，并在系统启动时执行。

相似地，STM32F103的bootloader也是一种程序，它位于芯片内部的固定位置，并在芯片上电启动时执行。

STM32F103的bootloader专门用于加载和烧录新的固件。

二、bootloader的功能1. 固件更新：STM32F103的bootloader使得可以通过各种方式，如串行端口、USB、以太网等，将新的固件烧录到芯片内部的闪存中，并更新原有的固件。

2. 故障修复：当出现问题导致原有的固件无法正常运行时，通过bootloader 可以重新烧录固件，以修复问题。

3. 调试功能：通过bootloader，可以在运行时上传代码和调试信息，方便开发人员进行调试和验证。

三、bootloader的实现原理1. 前提条件：为了实现bootloader功能，首先需要将bootloader程序烧录到STM32F103芯片内部的闪存中，并保证固件的启动顺序正确。

一般来说，bootloader程序的入口地址为0x08000000，而应用程序的入口地址为0x08002000。

2. 硬件连接：为了与外部设备进行通信，需要将STM32F103的串口、USB或以太网等接口与外部设备相连，以实现数据传输。

3. bootloader程序逻辑：bootloader程序首先进行固件检测，判断当前是否需要更新固件。

基于Norflash的Bootloader的设计与实现

点亮或熄灭ＬＥＤ来判断程序执行情况；（２）修改时钟频率；（３）使能指令Ｃａｃｈｅ；（４）从串口中打印一些必要的交互信息，了解系统
状态；
（５）初始化中断，包括屏蔽中断，清除中断悬挂标志，
初始化中断向量表，注册需要的中断处理函势等：（６）打印版本、时间等信息，并从ｉ、Ｊｏｒｆｌａｓｈ复制内核
到ＳＤＲＡＭ中，当然也可以修改指针，跳到内核固化在ＦＬＡＳＨ中的首地址处，将控制权交给操作系统，开始在ＦＬＡＳＨ中逐句执行内核自带的引导程序，由该引导程序完成内核的加载工作。很明显，访问速度较慢；
（ＣｅｎｔｅｒｏｆＲｏｂｏｔ，ＧｕｉＬｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｎｉｌｉｎ，５４１００４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢｏｏｔｌｏａｄｅｒｉｓｔｈｅｆｉｒｓｔｐｒｏｇｒａｍｓｔＯｌｑ２ｎｗｈｅｎｔｈｅｓｙｓｔｅｍｔｕｒｎｓｏｉｌｏｒｒｅｂｏｏｔｓ．ＡｎｄＢｏｏｔｌｏａｄｅｒｉｓｋｅｙｊｏｉｎｔｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅ，ａｎｄａｌｓｏｒｅｓｐｏｎｓｉｂｌｅｆｏｒｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｔｈｅｇｕｉｄａｎｃｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｎｄｓｏｏｎ，Ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ，ｔｈｅｒｅａｒｅｓｏｍｅｃｏｍｍｏｎＢｏｏｔｌｏａｄｅｒｓ，ｂｕｔｈｏｗｔＯｄｅｖｅｌｏｐａｎｄｐｏｒｔｉｔｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｓｐｅｃｉａｌｈａｒｄｗａｒｅｐｌａｔｆｏｒｍｉｓａｉｍｐｏｒｔａｎｔａｎｄｄｉｆｆｉｃｕｌｔｑｕｅｓｔｉｏｎ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｓｅｓｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｔａｓｋａｎｄｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆＢｏｏｔｌｏａｄｅｒｂｙｃｏｐｙｔｈｅｐｒｏｇｒａｍｓｆｒｏｍＮｏｒｆｌａｓｈｔＯｓｔｏｒｅｔｈｅＳＤＲＡＭａｎｄｒｕｎｔｈｅＯ＆

基于S3C2440的Bootloader设计与实现

次：引导加载程序、系统内核、文件系统、应用程序【。１】
其中，引导加载程序就是Ｂｏｌａｅ，ｏｔｄｒ它是嵌入式系统开ｏ发的难点之一，同时也是嵌入式系统运行的一个基本前
图１系统硬件结构图
３Ｂｏｌａｅ总体分析ｏｔｄｒｏ
构，还依赖具体的板级硬件配置，也就是说，对于两块不同的嵌入式系统板而言，即使采用相同的ＣＰ，它们的Ｕ
收稿日期：１ —０ —１２００３８
自化与用》００第２卷期动技术应２１年９第７
ｌ引言
随着嵌入式技术的发展，嵌人式系统的应用也越来
越广泛，ｌ纪被称为是 “ ＰＣ时代” 嵌入式系统已２世后，经渗透到了人们日常生活中的方方面面。而在嵌入式

系统设计中，尤为重要的就是引导程序的设计。
嵌入式系统从软件操作方面分析，般分为四个层一
计算机应用
ＣｏｍｐｕｅｒＡｐｉａｔｎｓｔｐｌｉｃｏ
自动化技术与应用２１００年第２９卷第７期
基于ＳＣ４０的Ｂｏｌａｅ设计与实现３２４ｏｔｄｒｏ
田会峰
（苏科技大学张家港校区信息学院，江江苏张家港２６００）１５
２系统硬件结构
本系统采用的是广州友善之臂科技公司的Ｍｉｉ４０ｎ２４
开发板。它采用了Ｓｍｕｇ的￥Ｃ４０ａｓｎ３２４Ａ处理器，其主频达到了４０ｚ还包括６Ｍ的ＳＲＭ和１８的Ｎａｄ０ＭＨ，４ＤＡ２Ｍｎ

移动医疗系统的Bootloader设计与实现

１移动医疗系统设计
作系统和处理器架构，能设置高度灵活，备驱功设动丰富，是代码较为庞大，成的可执行文件也但生较大，造成ＦＡＳ易ＬＨ资源的浪费。同时由于它们启动流程机理和文件问依赖关系较为复杂，灵活性其
Ｂｏｌｄｒ的移植工作繁琐复杂。为了减少Ｂｏｏｄｒ植工作的盲目性，速产品开发进程，行Ｂｏｏｄｒ析总结，针ｏｔａｅｏｏｔａｅ移ｌ加进ｏｔａｅ分ｌ并
对设计的基于嵌入式技术的移动医疗系统设计一种应用于其上的Ｂｏｌｄｒ除基本内核镜像的引导与加载外，供多接口ｏｔａｅ。ｏ提下载模式，易于不同ＣＵ的移植与扩展，有一定的实际应用价值和参考意义。且Ｐ具
制器芯片，高时钟速率为２ｚ兼容ＭＭＣ卡，最５ＭＨ，使
用前要先实现控制芯片的初始化。
第一作者简介：陈姿羽（９２）女，南长沙人，士，教，究１８一，湖硕助研
处理。由ＡＭ９处理器、据采集模块、Ｒ数存储模块、触摸显示模块等组成。其中，四线电阻式触摸屏做输入
设备，．寸、２５７英３０×２０像素、５的ＬＤ做输出４２６色Ｃ设备，二者结合作为触摸显示模块；０．）的心（ —２５Ｖ电模拟信号接人ＡＮＩ０由￥Ｃ４０内置的ＡＤ转换３２１／器完成数据采集；存储模块采用Ｗ８Ｌ８ＤＳ６３８Ｄ卡控

ARM+DSP嵌入式系统BootLoader在LTE中的实现

从中断向量表的建立、主处理器启动到进入应用程序的整个过程，并重点阐述了基于ＡＲＭ＋ＤＳＰ双核非对称架构与传统的单核处理器的ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ的异同。经验证，本ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ在实现ＡＲＭ＋ＤＳＰｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎｓｙｓｔｅｍｏｆｄｕａｌ —ｃｏｒｅａｎｄｔｈａｔｏｆｓｉｎｇｌｅＣＰＵｉｎｄｅｔａｉｌ．ＴｈｅＢｏｏｔＬｏａｄｅｒｓｔａｔｒｓｔｈｅｓｙｓｔｅｍｏｆＡＲＭ＋
系统启动的同时满足了ＴＤ— ＬＴＥ射频一致性系统的要求。
关键词：嵌入式；双核处理器；ＡＲＭ；ＤＳＰ；ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ
中图分类号：ＴＮ９２９．５文献标识码：Ａ文章编号：０２５８－７９９８（２０１３）０５－００２５－０４
ＫｅｙＷＯｒｄ：ｅｍｂｅｄｄｅｄ；ｄｕａｌ～ｃｏｒｅ；ＡＲＭ；ＤＳＰ；ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ
目前，嵌入式系统中的双核处理器系统在功耗、散
在嵌入式系统中，ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ指系统上电或复位之
摘要：选取基于ＡＲＭ＋ＤＳＰ双核系统的Ｃ６Ａ８１６８为硬件平台，根据ＴＤ－ＬＴＥ系统中的设计要求，

第3章+Bootloade详解及制作

嵌入式系统存储结构

RAM RAM有两大类，一种称为静态RAM（Static RAM/SRAM），SRAM速度非常快，是目前读写最快的存储设了，但是它也非常昂贵，所以只在要求很苛刻的地方使用，譬如CPU的一级缓冲，二级缓冲。另一种称为动态RAM （Dynamic RAM/DRAM），DRAM保留数据的时间很短，速度也比SRAM慢，不过它还是比任何的ROM都要快，但从价格上来说DRAM相比 SRAM要便宜很多，计算机内存就是DRAM的。

7
嵌入式系统存储结构
ROM
ROM在烧入数据后，无需外加电源来保存数据，
断电后数据不丢失，但速度较慢，适合存储需长期保留的不变数据。 ROM有很多种，PROM是可编程的ROM， PROM和EPROM（可擦除可编程ROM）两者区别是，PROM是一次性的，也就是软件灌入后，就无法修改了，这种是早期的产品，现在已经不可能使用了，而EPROM是通过紫外光的照射擦出原先的程序，是一种通用的存储器。另外一种 EEPROM是通过电子擦出，价格很高，写入时间很长，写入很慢。 8
stage
1 的步骤(汇编)
硬件设备初始化。为加载 Boot Loader 的 stage2 准备 RAM 空
间。拷贝 Boot Loader 的 stage2 到 RAM 空间中。设置好堆栈。（在程序运行过程中，可能会发生中断等其他情况，需要用堆栈来保存；需要使用库函数）跳转到 stage2 的 C 入口点。
17
Bootloader简介

Bootlaoder的不统一性/不通用性通常BootLoader 是依赖于硬件而实现的，特别是在嵌入式领域，为嵌入式系统建立一个通用的 BootLoader是很困难的。当然，我们可以归纳出一些通用的概念来，以便我们了解特定 BootLoader的设计与实现。当前在嵌入式Linux 系统中，有了一些流行和通用的Bootloader框架。现实开发中，我们都是采用现有的BootLoader 进行修改

嵌入式 loader 下 PCIe网卡驱动设计与实现

嵌入式loader下PCIe网卡驱动设计与实现么刚1 2张武2 王劲林21（中国科学院研究生院北京100080）2（中国科学院声学研究所北京 100080）摘要：某些嵌入式系统需要在Bootloader中驱动网卡完成特定的网络功能。

本文针对嵌入式系统存储容量有限的特点，提出了PCIe类网卡简化驱动模型，并给出一个具体实现。

对于嵌入式系统Bootloader下的网卡驱动开发有一定的借鉴作用。

关键词：PCI Express（周边原件高速扩展接口）;嵌入式系统；网卡驱动The Design and Realization of Simplification Model for PCIe NICDriver in Embedded LoaderYao Gang1 2, Zhang Wu2 ,Wang Jinlin21(Graduate University of China Academy of Science. Beijing 100080)2(Institute of Acoustics, Chinese Academy of Science. Beijing 100080)Abstract：Some embedded systems need to drive the NIC to complete some network functions. According to the limited storage capacity in embedded systems, this article presents a simplification model for PCIe NICs, and gives an implementation. This will have some reference value for NIC driver design in embedded Bootloader.【Key Words】PCIe；embedded system；NIC driver基金资助项目名称：家庭网络与IP多媒体子系统网络融合中的关键技术研究。

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２ＢｏＬｄｒ的安装媒介（ｓｌｔｎｄｍ）ａｅ．ｔｏｏＩｔｌｉＭｅｉｎａａｏｕ
系统加电或复位后，所有的ＣＵ通常都从某个由ＣＵ制造商预先安排的ＰＰ地址上取指令。比如，基于ＡＭ７Ｄｃｒ的ＣＵ在复位时通常都从地址ＲＴＭＩｏｅＰ０００００ｘ００００取它的第一条指令。而基于ＣＵ构建的嵌入式系统通常都有某种Ｐ
最后，对已经实现的ＢＯＬＡＥＯＴＯＤＲ进行了测试和评估，并就今后的改进
方向提出了自己的意见。关键字：嵌入式系统；ＢＯＬＡＥ；ＬＮＸＯＴＯＤＲＵＩＵＣ
Ａｂｔａｔｓｒｃ
ｏｅｉｎａａｕｄｓｍｄＶｒａｙｅｅｙｅｅｔｎｃｖｃｄｓｎｄｍｎｆｔｅｔａｉａｅｂｄｅｉｕｌｖｒｌｃｒｉｄｉｅｅｇｅａｄｕｃｒｏｙｎｅｄｄｔｌＲｓｉｔｗｒｒｒｈｒｏｅｔｅｏｍａｒｎｗｎｈｕｈｅＢｌｓｓｅＢｉｙＬｙｔｍ．ｒｆ，ＯＯＴＯＡＤＥｉｔｆｓｓｆａｐｇａｔｔｓｅａ
ｔｎｎｓｓｍａｖｅｔｅｒｖｍｎｉｔｆｕｅｈｂｉｕｏｅｉｏｈｉｐｏｅｅｔｈｕｒ．ｅｒｇｐｄｃｎｍｎｔｅＫｙｏｄＢＯＬＡＥ，ｅｄｄｔＵＬＮＸｅｗｒ：ＴＯＤＲｅｂｄｅｓｓｍ，ＩＵＯｍｙｅＣ
采用的ＳＣ４０３４Ｂ处理器就是ＡＭ７Ｄ的内核。ＲＴＭＩ
简单的嵌入式系统一般并不使用操作系统，只包含一些控制流程。但是当系统所提供的功能复杂化以后，比如需要提供图形界面等等，这个时候就必须考虑
使用操作系统。如今，在专用的嵌入式板子运行Ｕｌｕ系统已经变得越来越流行。ｃｎｘｉ一个嵌入式ｉＬｎｘ系统从软件的角度看通常可以分为四个层次：ｕ
这个Ｕｌｕｃｎｘ内核，把内核解到开发板的ｒｉａｍ中后，跳到内核入口处执行。下面将从ｏｔｄ：ＢｏＬａｅ的概念、ｏｔｄｒ的主要任务、ｏｔｄｒｏＢｏＬａｅｏＢｏＬａｅ的框ｏ架结构等三个方面来讨论嵌入式系统的ＢｏＬａｅ．ｏｔｄｒｏ
第二节ＢＯＬＡＥ的概念ＯＴＯＤＲ简单地说，ＢｏＬａｅｏｔｄｒ就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。ｏ通过这段小程序，我们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，以便为最终调用操作系统内核准备好正确
就是将内核映象从硬盘上读到ＲＭ中，然后跳转到内核的入口点去运行，也Ａ即开始启动操作系统。而在嵌入式系统中，通常并没有像ＢＯＩＳ那样的固件程序（注，有的嵌入
式ＣＵ也会内嵌一段短小的启动程序）Ｐ，因此整个系统的加载启动任务就完全
由ＢｏＬａｅ来完成。比如在一个基于ＡＭ７ＤｏｔｄｒｏＲＴＭＩ内核的嵌入式系统中，
ｃｍｕｒｔＩｉｒｐｎｂｆｌｄｇｔｎｆｒｇｔｌｅｒｉｏｐｔｓｒ．ｅｏｓｌｏｏｉａｄｓｒｎｃｎｏｔｔｏｅｔｇｅｔｓｔｓｉｅａｎｎｒｅｉｏｒｏｐａｎａｓｒａｈ
ｓｓｍｒｅｓｆａ．ｓａｉｒｄｃｓｔｄｓｎＯＬＡＥｉａｙｔｋｎｌｗｒＴｉｅｓｎｏｕｅｈｗｅｉＢＴＯＤＲｎｅｅｏｅｈｓｙｔｔｏｏｇＯｎ
嵌入式系统的角度对如何实现ＢＯＬＡＥＯＴＯＤＲ进行了比较全面的分析。
木文对嵌入式系统的硬件初始化，串日驱动及传输协议，网口驭动及传输
协议，ＳＵＢ驱动及传输协议，ＬＳＦＡＨ的驱动等等都做了比较详细的分析。并结
合Ｅ４Ｂ开发板，给出了实现的具体细节。Ｖ４Ｏ
会通过串口来进行Ｕ，比如：输出打印信息到串口，从串口Ｏ读取用户控制字符
等。
４ＢｏＬａ的启动过程是单阶段（ｉｌＳｇ）ｄｒ．ｏｅｏｔＳｇｔｅ还是多阶段（ｕｉｔｅｎｅａＭｌＳｇ）ｔａ－
通常多阶段的ＢｏＬａｅｏｔｄｒ能提供更为复杂的功能，以及更好的可移植性。ｏ从固态存储设备上启动的ＢｏＬａｅｏｔｄｒ大多都是２阶段的启动过程，也即启动ｏ
系统在上电或复位时通常都从地址０００００ｘ００００处开始执行，而在这个地址处安排的通常就是系统的ＢｏＬａｅ程序。ｏｔｄｒｏ在把Ｕｉｘｌｕ移植到开发板后，这段引导程序的软件模块就是ｃｎ
ｈｄｉｔ．它随后调用ｍｓｏｅ－ｃｅｏａｍｅｋ，ｉ．这个解压缩模块中的ｃ解压缩函解压Ｐｇ．数，ｉｙｇｏ
Ｙ
６１３５８０

摘要
嵌入式系统是把计算机直接嵌入到应用系统中，它融合了计算机软硬件技
术，通信技术和半导体微电子技术，嵌入式设备己经越来越多地应用在现代人的工作和生活中，它在当今的应用正变得越来越广泛。ＯＴＯＤＲ作为嵌入式ＢＯＬＡＥ系统软件的重要组成部分，对它的研究和实现无疑也具有重要的现实意义。本文首先对嵌入式系统ＢＯＬＡＥＯＴＯＤＲ的特点和作用进行了介绍。然后从
的环境。
通常，ＢｏＬａｅｔｄ：是严重地依赖于硬件而实现的，特别是在嵌入式世界。ｏｏ
因此，在嵌入式世界里建立一个通用的ＢｏＬａｅ几乎是不可能的。ｏｔｄｒｏ尽管如此我们仍然可以对ＢｏＬａｅｏｔｄｒ归纳出一些通用的概念来，以应用于各种特定的ｏ
ＢｏＬａｒｏｏｅ设计与实ｔｄ现。
１ＢｏＬｄｒａｅ所支持的ＣＵ和嵌入式板．ｔｏｏＰ
每种不同的ＰＣＵ体系结构都有不同的ＢｏＬａｅ有些ＢｏＬａｅ也ｏｔｄｒｏ。ｏｔｄｒｏ支持多种体系结构的ＣＵＰ，比如ＵＢｏ就同时支持ＡＭ体系结构和ＭＰ－ｏｔＲＩＳ
Ｉ，引导加载程序。包括固化在固件（ｒｗｒ中的ｂｏ代码（，和Ｂｏ（ｍａ）ｆｉｅｏｔ可选）ｏｔＬａ两大部分。ｒｏｅｄ２Ｌｕ．ｘ内核。ｉｎ特定于嵌入式板子的定制内核以及内核的启动参数。３．文件系统。包括根文件系统和建立于Ｆｓｌｈ内存设备之上文件系统。通常用ａ
ａｌｅＢＯＬＡＥｆｍｗｅｂｄｅｆｌａｄｎｓａｔｎｙｓＴＯＤＲｖｏｍｅｄｄｄｎｂｇｕｓｅａｚＯｒｉｆｏｅｉ，ｒｅｉｐｙｍｓ
ｍｏｅｏＢＯＯＴＯＡＤＥｄｌｆＬＲ．
ＩｔｓｅｉａｏｅｅｉｒｓｒｏｓｍｐｒｏＢＯＬＡＥ，ｈｎｐｐｒｔｈｖａａｅｅｃｎｅｔＯＴＯＤＲｓｃａｈａ，ｓａｄｔｌａｈｏａｆｉｌｕｓｈｒｗｒｉｔｌＵＲｄｉｒｔｎｆｐｏｃｌＩｃｒｄｉｅａｄｐｐａａｎｉ，Ｔｖａｄｓｒｔａａａｒｒｔ／ｄｅａＡｉｒｅｎｒｅｒｏ，ａｎｄｖｎｆｉｔｐｔａＵＢｖｒｔｎｆｐｏｃｌＬＳｄｉｒｒｏｌＳｄｉａｄｓｒｔａＦＡＨｖｅ．ｏｃ，ｒｅｎｒｅｒｏ，ａｒｅｔｃＦｎｌ，ｐｐｒｌｅｔａｄｓＯＬＡＥｉＥ４Ｂｅａａｏｂａ，ｉｌｔｉａｅｉｐｍｎｓｔｔＢＴＯＤＲＶ４ＯｌｔｎｒａｙｈｓｍｅｎｅＯｓｎｖｕｉｏｄ
类型的固态存储设备（如：ＯＥＰＯ或ＦＡＨ等）ＥＲＭ，ＲＭＥＥＬＳ被映射到这个预先安排的地址上。因此在系统加电后，Ｐ将首先执行ＢｏＬａｅ程序。ＣＵｏｔｄｒｏ
３用来控制ｏｔｄｒ的设备或机制ＢｏＬａｅ．ｏ主机和目标机之间一般通过串口建立连接，ＢｏＬａｅｏｔｄｒ软件在执行时通常ｏ
过程可以分为ｓｇ１ｓｇ２两部而至ｔｅｔｅ分。于在ｓｇ１ｓｇ２具体完ａ和ａｔｅｔｅａ和ａ
成哪些任务将在下面讨论。
５ＢｏＬａｒ操作模式（ｐａｏＭｄｄ的．ｏｅｏｔＯｅｔｎｅｒｉｏ）
大多数ＢｏＬａｅｏｔｄｒ都包含两种不同的操作模式：” ｏ启动” 模式和” 下载调试．，
ｅｂｄｅｓｓｍｍｅｄｄｔ．ｙｅＦｓｔｐｐｒｏｕｅｔｆｔｅａｄｃｏｏＢＯＬＡＥ，ｉｄｔｌｉｔａｅｉｒｃｓｅｕｓｆｎｔｎＯＴＯＤＲｔｎｅｉｒｈｅｎｄｔｈａｒｎｕｉｆｅｈｎａｅ
ｒｄｋ来作为ｒｔｙｅｏｉａｓｍｏｆｓｔｏｉｓｍｌｅ
４．用户应用程序。特定于用户的应用程序。有时在用户应用程序和内核层之间可能还会包括一个嵌入式图形用户界面。常用的嵌入式ＧＩ有：Ｕ
Ｍｉｏｎｏｓ和ＭｉＧＩ等。ｄｗｃＷｉｒｎＵｉ引导加载程序是系统加电后运行的第一段软件代码。回忆一下Ｐ的体系Ｃ
结构我们可以知道，Ｃ机中的引导加载程序由ＢＯ（ＰＩＳ其本质就是一段固件程序）
和位于硬盘ＭＢ中的ＯＢｏＬａｅ（ＲＳｔｄｒ比如，ＩＯ和ＧＵ等）ｏｏＬＬＲＢ一起组成。