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第七讲 板级支持包技术知识 嵌入式软件设计开发.ppt
嵌入式系统的引导技术 几种bootloader的比较 sh-Boot sh-Boot是SourceForge上Linux SH计划的一部分。比较简单,不提供监控能力。可以从/库中获得sh-boot的源码。 嵌入式系统的引导技术 几种bootloader的比较 U-Boot Das U-Boot-universal bootloader被认为是功能最多、最具弹性以及开发最积极的开源bootloader。目前由DEX Software Engineering的Wolfgang Denk开发维护,并受到很多开发者的支持。U-boot具备通过TFTP、从IDE或者SCSI磁盘以及从DOC启动的能力,还提供JFFS2的只读支持。U-Boot套件可以在/projects/u-boot获得。相关文章/和/。 嵌入式系统的设备驱动程序 驱动程序的重要性 系统中的每一个设备的每一个功能都需要驱动程序。 驱动程序为上层提供各种接口,上层调用驱动程序,不用理会设备的内部操作。 驱动程序的编写方式,通常能使开发人员不必了解其内部构造而直接使用。 驱动程序除了实现设备的基本功能,还应该有完备的错误处理函数。 驱动程序会遵循通用接口。组织时可采用面向对象的方法,一个设备就是一个对象,而其内部有自己的数据和方法。 主流嵌入式操作系统及其BSP技术 3. 嵌入式Linux 传统Linux的BSP分为系统引导和设备驱动。在系统上电后初始化处理器、内存,以及必要的设备初始化等,再获取系统映像,并解压、拷贝、传递启动参数、转交控制权给内核,完成操作系统装载。 采用“自顶向下”的设计,与硬件平台结合度低,开发复杂,实时性较低;容易将不适合嵌入式系统的开发思想带到开发中,留下隐患。 嵌入式Linux的BSP包括: 板级初始化、操作系统引导、驱动程序包。 BSP的设计与实现 主流嵌入式操作系统及其BSP技术 操作系统 BSP构成 设计方法 运行状态 Windows CE 引导程序 自顶向下 OS启动之前 OAL层 非运行 配置文件 非运行 驱动程序 用户态运行由核心台调用 VxWorks 引导程序 自底向上 OS启动前 驱动程序 与应用程序一起 Linux 引导程序 自顶向下 OS启动前 驱动程序 核心态运行 三种操作系统BSP的比较 BSP的设计与实现 嵌入式系统的硬件初始化技术 嵌入式系统的硬件初始化 系统初始化是根据硬件配置及操作系统的要求,完成对硬件的直接操作,向操作系统提供底层硬件信息并为下一步引导系统做好准备,完成对特定硬件检测。 由于嵌入式系统不仅具有硬件环境的多样性,同时具有软件的可配置性,因此,不同的嵌入式系统初始化所涉及的内容各不相同,复杂程度也不尽相同。 嵌入式系统的硬件初始化技术 嵌入式系统的硬件初始化 初始化过程总可以抽象为三个主要环境,按照自底向上、从硬件到软件的次序依次为: 片级初始化 板级初始化 系统级初始化 初始化过程 片级初始化 主要完成CPU的初始化 设置CPU的核心寄存器和控制寄存器 CPU核心工作模式 CPU的局部总线模式等 片级初始化把CPU从上电时的缺省状态逐步设置成为系统所要求的工作状态 这是一个纯硬件的初始化过程 嵌入式系统的硬件初始化技术 嵌入式系统的硬件初始化技术 嵌入式系统的硬件初始化 初始化工作一般包括: 1.初始化CPU速度 2.初始化内存,包括启用内存库、初始化内存配置寄存器等 3.初始化串行端口 4.启用指令/数据高速缓存 5.设置堆栈指针 6.设置参数区域并构造参数结构和标记 7.进行POST(加电自检)来标识存在的设备并报告任何问题 8.为电源管理提供挂起/恢复支持 板级初始化 完成CPU以外的其他硬件设备的初始化 同时还要设置某些软件的数据结构和参数,为随后的系统级初始化和应用程序的运行建立硬件和软件环境 这是一个同时包含软硬件两部分在内的初始化过程 初始化过程 (续) 嵌入式系统的硬件初始化技术 系统级初始化 这是一个以软件初始化为主的过程,主要进行操作系统初始化 BSP将控制转交给操作系统,由操作系统进行余下的初始化操作: 包括加载和初始化与硬件无关的设备驱动程序 建立系统内存区 加载并初始化其他系统软件模块(如网络系统、文件系统等) 最后,操作系统创建应用程序环境并将控制转交给应用程序的入口 系统级初始化不是BSP的工作。但是,系统级初始化成功与否的关键在于BSP的前两个初始化过程中所进行的软件和硬件的正确设置,而且系统级初始化也是由BSP发起的。因此,设计BSP中初始化功能的重点主要集中在前两个环节。 初始化过程
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