基于ARM嵌入式开发的BootLoader设计与实现

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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

第6章 Bootloader

stage2：典型的trampoline
.text .global _trampoline _trampoline: bl main /*if main() return, we just call it again. */ b _trampoline
stage2-1：初始化本阶段的硬件设备初始化至少一个串口，用以和终端通信初始化计时器等可以重新点亮led灯，表示顺利进入了main()中执行。
BootLoader特点（续）
Boot Loader与主机通信最常用的方式是通过串口，使用的协议通常是xmodem/ymodem/ zmodem等协议的一种。借助TFTP协议使用以太网连接速度更快，但此时主机必须提供TFTP服务。
BootLoader特点（续）
大多Boot Loader都有两个操作模式：启动加载：即Boot Loader从目标机上的某个固态存储器上将操作系统加载到内存ram中运行，整个过程没有用户的介入。这是Boot Loader的正常工作模式。下载模式：目标机上的Boot Loader将通过串口或网络连接从主机（host）上下载文件，例如内核映象和根文件系统等。下载的文件首先放在ram中，然后被Boot Loader 写到固态存储器中。 Boot Loader的这种模式通常在第一次安装内核与根文件系统时使用。
2

本章目标
Bootloader概况 U-Boot软件开发 U-Boot使用技巧
6.1 Bootloader 对于计算机系统来说，从开机上电到操作系统启动需要一个引导过程。嵌入式Linux系统同样离不开引导程序，这个引导程序就叫作Bootloader。
6.1.1 Bootloader介绍
stage1-2：（续）

基于ARM7&uCLinux的BootLoader设计

权最终交给ｕＬｎｘＣｉｕ。
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科技信息
计算机与网络
基孑ＡＲ＆ｕＬｎｘ的ＢｏＬａｅ设计Ｍ７Ｃｉｕｏｔｏｄｒ
山东理工大学计算机科学与技术学院田同真曹纯子
［摘要】本文介绍了一种基于嵌入式微内核ＵＣ／ —Ｉ的ＢｏＬａｅ的设计方法，ＯＳＩｏｔｏｄｒ利用ＵＣ／ — ＩＯＳＩ的微内核及其支持多任务的特性实现了以ＰＣ机超级终端作为目标机用？ｇ￣，－ｉ通过ＮＥＴ在线高速下载ＵＣＬｎｘ内核和文件系统，于ＵＣＬｎｘ内核在线下载与ｉｕ便ｉｕ基于ＵＣｉｕＬｎｘ应用程序的调试，实现了将内核与根文件系统从Ｆａｈ中加载到Ａ且ｌｓＲＭ中这一ＢｏｔｏｄｒｏＬａｅ引导操作系统的基本功能。［关键词］ｏｔｏｄｒ嵌入式系统操作系统ｕＬｎｘＵＣＯＳＩＢｏＬａｅＣｉｕ／ —Ｉ
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stm32f103vet bootloader例程

stm32f103vet bootloader例程摘要：1.概述：介绍STM32F103VET单片机及其bootloader2.STM32F103VET单片机简介a.性能特点b.应用领域3.Bootloader概述a.作用b.工作原理4.Bootloader例程介绍a.程序结构b.重要函数及功能5.Bootloader例程实现a.硬件连接b.程序编写c.编译下载及验证6.总结与展望正文：1.概述：介绍STM32F103VET单片机及其bootloaderSTM32F103VET是一款基于ARM Cortex-M3内核的微控制器，具有高性能、低功耗、多功能的特点。

本文将介绍如何使用STM32F103VET单片机实现bootloader功能，以及相关的例程。

2.STM32F103VET单片机简介STM32F103VET是基于ARM Cortex-M3内核的32位单片机，最高工作频率可达72MHz。

它具有丰富的外设接口，如I2C、SPI、UART等，适用于各种嵌入式应用领域。

3.Bootloader概述Bootloader（引导程序）是嵌入式系统中的一个重要组成部分，主要负责初始化系统硬件、加载和执行应用程序。

通常，bootloader存储在系统闪存中，可在系统上电或复位时自动执行。

4.Bootloader例程介绍本文以一款基于STM32F103VET单片机的bootloader例程为例，介绍其程序结构及重要函数功能。

该例程主要包括以下部分：a.程序结构- 初始化部分：配置系统时钟、GPIO等外设- 下载模式部分：与上位机通信，接收并执行固件更新- 运行模式部分：执行用户应用程序b.重要函数及功能- 系统时钟配置：根据实际需求配置系统时钟，以满足不同工作场景的性能要求- 与上位机通信：通过UART、I2C等接口与上位机通信，接收固件更新命令及数据- 固件更新：将接收到的固件数据写入系统闪存，实现固件更新- 用户应用程序：执行用户编写的应用程序，实现具体功能5.Bootloader例程实现a.硬件连接根据实际硬件设计，连接STM32F103VET单片机相关引脚，如时钟、复位、通信接口等。

基于嵌入式ARM-Linux的播放器的设计与实现

基于嵌入式ARM-Linux的播放器的设计与实现摘要随着21世纪的到来，人类进入了PC时代。

在这一阶段，嵌入式技术得到了飞速发展和广泛应用。

由此，本文提出了一种基于嵌入式ARM-Linux的播放器设计与实现的方案。

本文首先详细分析了ARM体系结构，研究了嵌入式Linux操作系统在ARM9微处理器的移植技术，包括交叉编译环境的建立、引导装载程序应用、移植嵌入式Linux内核及建立根文件系统，并且实现了嵌入式Linux到S3C2410开发板的移植。

由于嵌入式系统本身硬件条件的限制，常用在PC机的图形用户界面GUI系统不适合在其上运行。

为此，本文选择了Minigui作为研究对象，在对其体系结构等方面进行研究基础上，实现了Minigui到S3C2410开发板的移植，完成了嵌入式图形用户界面开发，使得系统拥有良好的操作界面。

对于播放器，本文实现了Linux系统下的通用媒体播放器—Mplayer到S3C2410开发板的移植。

通过对音频数据输出的研究，解决了Mp1ayer播放声音不正常的问题，实现了一个集音乐和视频播放于一体的嵌入式多媒体播放系统。

最后，总结了论文所做的工作，指出了嵌入式播放器所需要进一步解决和完善的问题。

关键词：嵌入式ARM-Linux； S3C2410； Mplayer； GUI界面； MiniguiPlayer Designing and Implement Based On Embedded ARM-LinuxAbstractAlong with the 21st century arrivals, the humanity enters the post PC time. In this stage, embedded technology gets rapidly developed and widely used. So, this paper aims to design a player based on embedded ARM-Linux.First, in this paper, ARM architecture and the characteristic are analyzed in detail. The emphasis of the study is put on the porting techniques of embedded Linux operation system based on the ARM9 micro-processor, which include setting cross complier、transplanting Bootloader、transplanting embedded Linux kernel and setting root file system; Furthermore, implement the technique of transplanting Embedded Linux to S3C2410 board.GUI (Graphical User Interfaces) systems which are supported by normal PCs cannot run well on the embedded systems, just because of the restriction of the hardware of embedded devices. So, this paper selects Minigui as research object. Based on the Minigui architecture and its other aspects, the technique of transplanting Minigui to S3C2410 board is given in detail, and then an embedded GUI system is established and it also makes the handle interface friendly.About the player, this paper implements transplanting the universal player on Linux－Mplayer to S3C2410 board. By learning of audio data, it solves the problem of sound abnormality, and achieves an embedded multimedia system which could play audio and video files.Key words: Embedded ARM-Linux; S3C2410; Mplayer; GUI interface; Minigui目录摘要 (I)Abstract ........................................................... I I 目录.............................................................. I II 第一章绪论.. (1)1.1系统研究背景 (1)1.1.1 多媒体播放器与嵌入式系统 (1)1.1.2 嵌入式多媒体播放器国内外发展现状 (1)1.2 嵌入式处理器 (3)1.3 嵌入式系统 (4)1.3.1嵌入式系统的概述 (4)1.3.2 嵌入式系统的选择 (5)1.4 本文的意义和主要工作 (7)第二章系统软硬件平台的搭建 (8)2.1 硬件开发平台的介绍 (8)2.1.1 核心板 (8)2.1.2 外设板 (8)2.1.3 设计所用硬件介绍 (9)2.2 硬件平台的设计方案 (9)2.2.1 核心板设计 (9)2.2.2 外设电路设计 (14)2.3 嵌入式软件开发环境 (15)2.3.1 引导装载程序 (16)2.3.2 宿主机开发环境配置 (17)2.3.3 交叉开发环境的建立 (18)2.3.4 内核的编译 (18)2.3.5 烧制内核映像和文件系统 (20)2.4 嵌入式图形用户界面的实现 (20)2.4.1 图形用户界面minigui的简介 (20)2.4.2 MiniGUI在S3C2410开发板上的移植过程 (21)第三章 Mplayer的移植 (25)3.1 Mplayer的简介 (25)3.2 Mplayer的移植 (25)3.2.1 安装交叉编译工具及解压源代码 (25)3.2.2 编译Mplayer (25)3.3 调试 (27)第四章嵌入式播放器Mplayer的设计 (31)4.1 播放器的工作流程 (31)4.2 播放器的逻辑结构 (31)4.3 Mplayer播放器的目录文件组织结构 (32)4.4 播放器对解码器和输出设备的管理方式 (34)第五章总结与展望 (36)5.1 本文主要完成的工作及结论 (36)5.2 完善与展望 (36)致谢 (37)参考文献： (38)第一章绪论1.1系统研究背景从上世纪末开始，随着计算机和电子技术的发展走上快车道，便携式电子设备，诸如智能手机，个人电子助理(PDA)的运算存储能力和通信能力都得到了长足的进步，便携式设备的用户界面也变的越来越友好，从早期的只能显示单色文字的LED，发展到现在大尺寸6万色彩色液晶屏幕。

stm32f030 bootloader 例程

主题：STM32F030 Bootloader 例程一、简介STM32F030是STMicroelectronics公司推出的一款32位ARM Cortex-M0内核的微控制器。

它具有丰富的外设，如GPIO、UART、SPI、I2C等，适用于各种嵌入式系统应用。

在嵌入式系统开发中，Bootloader是一个重要的组成部分，它能够实现固件的更新和管理，提高系统的灵活性和可靠性。

本文将介绍如何使用STM32F030的Bootloader例程进行固件升级。

二、准备工作在使用STM32F030的Bootloader例程之前，我们需要准备好以下工具和材料：1. STM32F030开发板2. USB转TTL串口模块3. ST-Link下载器4. 针对STM32F030系列的Bootloader例程源码三、下载和安装Bootloader例程源码1. 在STMicroelectronics官全球信息站下载针对STM32F030的Bootloader例程源码2. 将下载的源码解压缩到本地3. 打开Keil MDK-ARM开发环境，导入源码并进行编译四、烧录Bootloader程序1. 使用ST-Link下载器将编译好的Bootloader程序烧录到STM32F030开发板上2. 确保烧录成功后，通过串口工具连接USB转TTL串口模块到STM32F030的串口引脚上五、固件升级测试1. 将需要升级的固件通过串口工具上传到开发板2. 在Bootloader程序中编写相关代码来实现固件的升级和校验3. 运行Bootloader程序，进行固件升级测试六、总结通过本文的介绍，我们了解了如何使用STM32F030的Bootloader 例程进行固件升级。

在实际的嵌入式系统开发中，Bootloader的作用不仅局限于固件升级，还可以实现固件的管理和安全验证。

掌握Bootloader的开发和使用对于提高系统的稳定性和可靠性是非常重要的。

bootloader详解程序及其功能和特点

bootloader详解-----程序及其功能和特点在进行嵌入式开发时，会碰到一个名词bootloader,那个东西不太好懂，不要说自己写bootloader，确实是能看懂他人的bootoader都比较困难。

本文详细的介绍了bootloader 的原理，回答了什么是bootloader，什么缘故要用bootloader。

看到后，希望您能明白什么是bootloader。

一、引言在专用的嵌入式板子运行GNU/Linux 系统已经变得愈来愈流行。

一个嵌入式Linux 系统从软件的角度看通常能够分为四个层次：1. 引导加载程序。

包括固化在固件(firmware)中的boot 代码(可选)，和Boot Loader 两大部份。

2. Linux 内核。

特定于嵌入式板子的定制内核和内核的启动参数。

3. 文件系统。

包括根文件系统和成立于Flash 内存设备之上文件系统。

通经常使用ram disk 来作为root fs。

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。

经常使用的嵌入式GUI 有：MicroWindows 和MiniGUI 等。

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PC 的体系结构咱们能够明白，PC 机中的引导加载程序由BIOS(其本质确实是一段固件程序)和位于硬盘MBR中的OS Boot Loader（比如，LILO 和GRUB 等）一路组成。

BIOS 在完成硬件检测和资源分派后，将硬盘MBR中的Boot Loader 读到系统的RAM 中，然后将操纵权交给OS BootLoader。

Boot Loader 的要紧运行任务确实是将内核映象从硬盘上读到RAM 中，然后跳转到内核的入口点去运行，也即开始启动操作系统。

而在嵌入式系统中，通常并无像BIOS 那样的固件程序（注，有的嵌入式CPU 也会内嵌一段短小的启动程序），因此整个系统的加载启动任务就完全由Boot Loader 来完成。

嵌入式系统中Bootloader的编译与移植

嵌入式系统中Bootloader的编译与移植
杨洁;赵刚
【期刊名称】《四川大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2007(044)004
【摘要】分析了基于ARM7核的S3C44BOX控制板的Bootloader程序的关键部分,论述了针对该控制板的Bootloader程序的移植方法,对在线仿真和烧写步骤进行了详细的介绍,并通过实际操作对以上程序及各个步骤进行了成功的验证.【总页数】5页(P835-839)
【作者】杨洁;赵刚
【作者单位】四川大学电子信息学院,成都,610064;四川大学电子信息学院,成都,610064
【正文语种】中文
【中图分类】TP311
【相关文献】
1.ARM+DSP嵌入式系统BootLoader在LTE中的实现 [J], 陈发堂;郭丽强
2.ARM-Linux嵌入式系统BootLoader的配置与移植 [J], 孟雷;忽海娜
3.基于ARM嵌入式系统的Bootloader启动分析与移植 [J], 黄健;陈荣征;李代平;张希花
4.基于ARM9嵌入式系统的Bootloader移植 [J], 黎君
5.基于ARM的嵌入式系统BootLoader的编译与启动分析 [J], 胡庆武;崔贤玉
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ＡＲＭ体系架构￥３Ｃ２４１０芯片中ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ的具体开发过程与实例对系统引导程序作出深入剖析，测试结果表明该设计具有良好的稳定性和高效性。关键词：嵌入式开发；ｂｏｏｔｌｏｏｄｅｒ；引导加载程序
ＣｏｍｐｕｔｅｒＫｎｏｗｌｅｄｇｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ电脑知识技术
２．２Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ的第一阶段
Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ第一阶段的功能：
收稿日期：２０１３ — ０１ — ０９
７６２ｎ “ 本栏目责任编辑：谢媛媛
第１Ｏ卷第４期（２０１４年２月）
ＳＤ主机和ＭＭＣ接口，２路ＳＰＩ。￥３Ｃ２４１０芯片可运行在２００ＭＨｚ以上。
２Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ设计与实现
通常Ｂ０ｏｔｌｏａｄｅｒ的加载有两种方式：第一是通过ＮＯＲＦＬＡＳＨ启动，其特点是速度快。ＣＰＵ可以像访问内存一样直接访问ＮＯＲ
Ｖｏ１．１０，Ｎｏ．４，Ｆｅｂｒｕａｒｙ２０１４
基于ＡＲＭ嵌入式开发的ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ设计与实现
徐磊
（贵州师范大学数学与计算机学院，贵州贵阳５５０００１）
摘要：该文简要介绍了嵌入式开发中引导程序的重要性。以及嵌入式开发过程申ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ的实现原理，并结合基于
ＦＬＡＳＨ，但是ＮＯＲＦＬＡＳＨ价格昂贵。第二是通过ＮＡＮＤＦＬＡＳＨ启动，其特点是可读可写，ＮＡＮＤＦＬＡＳＨ速度虽然慢，但是价格便
宜。
一
般来说Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ的设计编程分两个部分：第一部分通常用汇编实现，主要完成依赖于ＣＰＵ体系结构的初始化，复制启动代
ＩＳＳＮ１０Ｏ９ —３０４４
Ｅ — ｎ￣ａｉｌ：ｘｓｊｌ＠ｄｎｚｓ．ｎｅｔ．ｃｎ
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄｎｚｓ．ｎｅｔ．ｃｎ
６５６９０９６４
ＣｏｍｐｕｔｅｒＫｎｏｗｌｅｄｇｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ电脑知识与技术
统，内核可以任意剪裁以及支持硬件种类繁多。
要把嵌人式ＬＩＮＵＸ操作系统移植到嵌入式设备的裸板上，我们必须开发出类似个人ｐｃ上的ＢＩＯＳ来把ｌｉｎｕｘ操作系统读到内存中运行。这个类似于Ｂቤተ መጻሕፍቲ ባይዱＩＯＳ的启动程序就叫Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ，其目的是用于初始化硬件并且进一步加载、引导嵌入式操作系统体系运行。Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ功能是初始化硬件设备，完成处理器以及各种设备的初始化工作；屏蔽底层硬件差异，使得上层应用软件编写和移植更加方便；调用操作系统内核，起到引导和加载内核的作用；向内核传递必要的与硬件相关的信息。当内核启动后，Ｂｏｏｉｆｏａｄｅｒ的使命也就完成，自此嵌入式设备便进入操作系统和应用程序运行阶段。
中图分类号：ＴＰ３１１文献标识码：Ａ文章编号：１００９ — ３０４４（２０１４）０４ — ０７６２ — ０３
随着移动互联网的发展，嵌入式设备已经普及到社会的每个角落。嵌入式处理器种类繁多，有ＡＲＭ、ＭＩＰＳ／ＰＰＣ等多种架构。其中３２位ＡＲＭ嵌入式处理器具有高性能、低功耗以及价格低廉的特征，已被广泛用于消费电子品和无线网络通信设备上。目前用于嵌入式开发的操作系统多种多样，如嵌入式Ｌｉｎｕｘ、ＶｘＷｏｒｋｓ、ｗｉｎｄｏｗｓＣＥ等。其中，Ｌｉｎｕｘ是遵循ＧＰＬ协议的开发源码的操作系
１系统硬件结构
本系统采用基于ＡＲＭ架构的Ｓ３Ｃ２４１０开发板为实例，具体讨论Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ的设计。
图１
￥３Ｃ２４１０芯片是ＡＲＭ公司的３２位ＡＲＭ９２０Ｔ处理器核。￥３Ｃ２４１０处理器有：独立的１６ＫＢ指令Ｃａｃｈｅ和１６ＫＢ数据Ｃａｃｈｅ，ＭＭＵ，支持ＴＦＴ的ＬＣＤ控制器，６４ＭＢ的ＮＡＮＤ控制器，３路ＵＡＲＴ，４路ＤＭＡ，Ｉ／Ｏ口，ＲＴＣ。触摸屏接口，２个ＵＳＢ主机，１个ＵＳＢ设备，
码到ＳＤＲＡＭ后，调用第二部分代码；第二部分通常使用Ｃ语言来实现，这样可以实现更复杂的功能，比如提供ＦＴＰ文件传输等功
能，最后启动内核。
２．１Ｂｏｏｌｆｏａｄｅｒ的设计过程
Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ具体流程见图２。