基于S3C2410嵌入式設(shè)備的U-Boot移植流程教程 - 全文

S3C2410是三星公司針對(duì)嵌入式系統(tǒng)推出的高性價(jià)比微處理器，它是基于ARM9TDMI內(nèi)核的16/32位RISC處理器，工作主頻為200MHz。由于現(xiàn)有的Linux系統(tǒng)引入了設(shè)備文件的概念，讀寫串口可以像讀寫普通文件一樣進(jìn)行操作，非常方便。

一、Linux系統(tǒng)的安裝

安裝過程首先出現(xiàn)歡迎對(duì)話框，如上圖所示。Red Hat先后會(huì)詢問用戶使用何種語言、用戶使用的鍵盤類型（默認(rèn)選項(xiàng)為美式鍵盤）以及安裝軟件的位置（選擇本地CD -ROM）等許多需用戶選擇的問題。

使用Disk Druid建立Linux文件系統(tǒng)然后通過PC機(jī)對(duì)開發(fā)板進(jìn)行設(shè)置，并執(zhí)行以下命令，從而對(duì)開發(fā)板進(jìn)行內(nèi)核及文件系統(tǒng)的燒寫工作：

此時(shí)，關(guān)閉開發(fā)板電源，接上LCD。重新啟動(dòng)開發(fā)板，LCD上將出現(xiàn)QT的定標(biāo)程序，定標(biāo)后就進(jìn)入QT的接口。

二、U-Boot啟動(dòng)程序及流程

U-Boot是在PC- Boot的基礎(chǔ)上進(jìn)化而來的一個(gè)開源的嵌i入式Boot Loader。它主要完成了系統(tǒng)環(huán)境的初始化，將后期執(zhí)行j代碼復(fù)制到SDRAM空間，為Linux內(nèi)核的運(yùn)行提供條件。根據(jù){其功能實(shí)現(xiàn)方式的不同可以分為兩個(gè)階段?？梢酝ㄟ^修改配置應(yīng)用到其他的開發(fā)板上。所以，選擇U-Boot不僅能應(yīng)用于S3C2410，而且能為以后在其他開發(fā)板上的研究提供基礎(chǔ)。

本文選擇最常見的版本U-Boot -1.1.6為例介紹U- Boot的啟動(dòng)和相關(guān)移植程序。

1．U-Boot運(yùn)行前期階段 ARM系列處理器在上電或復(fù)位時(shí)從物理地址Ox00000000處開始執(zhí)行，此處也是第一片F(xiàn)lash所使用的存儲(chǔ)空間的起始位置，而U-Boot就存放在Flash的最前端。U - Boot第一階段由匯編語言實(shí)現(xiàn)，以達(dá)到短小精悍的目的，主要完成系統(tǒng)硬件環(huán)境的初始化，其工作流程如下圖所示。

U - Boot在這一步的啟動(dòng)過程中，需要初始化啟動(dòng)環(huán)境，然后完成對(duì)后續(xù)工作的準(zhǔn)備，諸如串口、網(wǎng)口、Flash等硬件設(shè)備的初始化工作，將kernel映像和根文件系統(tǒng)映像從Flash上讀到RAM空間中，同時(shí)調(diào)用已經(jīng)下載好的內(nèi)核。

2．U-Boot運(yùn)行后期階段在完成了啟動(dòng)環(huán)境初始化時(shí)，進(jìn)入到后期啟動(dòng)階段。此部分的代碼用C語言來實(shí)現(xiàn)，以便于實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的功能和取得更好的代碼可讀性和可移植性。函數(shù)_start_armboot0是執(zhí)行映像的入口點(diǎn)。

（1 ）U-Boot必要的初始化工作：系統(tǒng)初始化至少一個(gè)串口，以便和終端用戶進(jìn)行I/O輸出信息，包括系統(tǒng)信息和操作菜單等；初始化計(jì)時(shí)器，方便讀秒計(jì)時(shí)；初始化Flash，注冊(cè)Flash操作函數(shù)，為實(shí)現(xiàn)Flash讀寫做準(zhǔn)備。在加載程序U- Boot中可以通過kermit協(xié)議從宿主機(jī)接收可燒寫的二進(jìn)制文件，將該文件先放置于SDRAM中，然后通過NORFlash操作程序來完成對(duì)NORFlash AM29LV160DB的擦除，并將文件燒寫到NORFlash中。后期的工作流程如圖所示。

（2）使用TFTP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議下載Linux操作系統(tǒng)：在加載程序U-Boot中包含TFTP網(wǎng)絡(luò)下載文件方式，其下載速度比Kermit協(xié)議方式速度快幾十倍，可大大節(jié)省文件下載時(shí)間，極大的簡(jiǎn)便了嵌入式程序的調(diào)試方法。

因?yàn)門FTP使用UDP，而UDP使用lP，lP還可以使用其它本地通信方法。因此一個(gè)TFTP包中會(huì)有以下幾段：本地媒介頭，lP頭，數(shù)據(jù)報(bào)頭，TFTP頭，剩下的就是TFTP數(shù)據(jù)了。TFTP在lP頭中不指定任何數(shù)據(jù)，但是它使用UDP中的源和目標(biāo)端口以及包長度域。由TFTP使用的包標(biāo)記（TID）在這里被用做端口，因此TID必須介于0—65，535之間。TFTP頭中包括兩上字節(jié)的操作碼，這個(gè)碼指出了包的類型，可以根據(jù)TFTP包格式進(jìn)行必要的移植工作。

三、U-Boot的移植流程

不同的板極硬件配置要求進(jìn)行U-Boot的移植工作，移植U-Boot的工作包括添加開發(fā)板硬件相關(guān)的文件、配置U- Boot，然后編譯。U-Boot -1.1.4版本支持SMDK2410開發(fā)板，并且SMDK2410同樣采用S3C2410芯片，因此選取SMDK2410作為移植參考，定義目標(biāo)板需要添加的U-Boot：

1．在boarcl/目錄下建立目標(biāo)板目錄 由于U- Boot中本身支持很多開發(fā)板和處理器，所以可以找到和處理器型號(hào)相同或相近的開發(fā)板，在此基礎(chǔ)之上再進(jìn)行相應(yīng)的修改。此處選擇smdk2410作為模板。

2．創(chuàng)建S3C2410目錄及文件，要對(duì)Makefile進(jìn)行修改Mkdir board/S3C2410

3．通過修改文件smdk2410．h來修改U-Boot軟硬件配置增加PING命令功能

4．修改2M的Flash通過查詢相關(guān)數(shù)據(jù)手冊(cè)中有關(guān)Flash的地址，并在對(duì)應(yīng)的S3C2410．h文件中找到有關(guān)信息。在此要用到一些硬件的知識(shí)，最關(guān)鍵的是扇區(qū)的計(jì)算，由于在ARM中Flash是按扇區(qū)劃分的，每個(gè)扇區(qū)的大小是64K，所以2M就需要32個(gè)扇區(qū)，但是由數(shù)據(jù)手冊(cè)可知S0，S1，S2，S3扇區(qū)的大小分別為：16K，8K，8K，32K，所以要加上3個(gè)扇區(qū)才能得到正確的結(jié)果。

四、結(jié)論

通過對(duì)U-Boot的啟動(dòng)流程的詳細(xì)分析和制作，不僅對(duì)其有一個(gè)整體的了解，而且也可以依據(jù)本文進(jìn)行制作。通過對(duì)U-Boot的重要參數(shù)的設(shè)置也使得其功能進(jìn)一步增強(qiáng)。讀者也可以仿效文中的步驟對(duì)其他型號(hào)的開發(fā)板進(jìn)行制作，為以后的開發(fā)帶來了方便。在制作過程中要注意的是接口參數(shù)的設(shè)置問題和越界問題。