nios软核处理器的linux引导程序u_boot设计

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1、新器件新技术NEWPRODUCT&TECHNIOS软核处理器的Linux引导程序U-boot设计■北京科技大学王俊卿刘庆文杨扬针对将uClinux向Nios处理器移植过程中的启动加载程序U-bootbootloader进行研究。首先介摘要绍移植的步骤，然后利用bootloader的设计思想，着重讨论U-boot在Nios中的设计与实现，最后对U-boot在基于Linux的嵌入式系统中的运用作了探索和展望。关键词U-bootbootloaderuClinuxNios软核1概述(3)bootloader需要编写或移植一个bootloader到AlteraNiosboard1.1Nios简介上。

2、本文就是要设计一个用于Nios的U-bootbootloader。Nios是Altera公司以RISC为基础的可配置、可裁减利用QUARTUS软件为开发板定义默认参数，然后在开软核处理器。它具有16位指令集和16/32位数据通路，发板上测试U-boot。通过将包括16或32位高性能处理器在内的多种应用模(4)uClinux内核的编译块嵌入到通用FPGA/CPLD内，实现完全可配置的嵌入式系统。其开发套件包括：具有必要外围内核的Nios处将下载好的uClinux源代码解压到/home目录下，会理器、C/C++编译器、Cygnus的源级调试程序、Quartus产生/home/uClinux-d

3、ist目录，进入该目录，依次键入：编译软件、验证工具和开发板。makemenuconfigNios软核处理器主要特性包括：高效灵活的处理器makedep模块，可以通过软件配置成16位或32位的中央处理单make元(RISC结构)，并可选择不同的内部存储器大小，其最在/home/uClinux-dist/image目录中产生image.rom，高执行速度可达50MHz；具有多种其它功能模块的选择image.ram，romfs.img，它们分别是内核的映像及文件系(SDRAM控制器、UART控制器、PCI接口模块、LCD接统的映像文件。键入makemenuconfig时，会出现开发口模块、MA

4、C接口模块等多种功能模块)；具有完整、廉平台及内核配置和文件系统应用程序的配置界面，可以价、便捷的开发系统。所有开发(包括设计、调试)均通根据需要配置。过软件进行，不再需要专门的硬件仿真器和编程器，大(5)uClinux的根文件系统及其加载大减少了开发设备的成本。uClinux系统采用romfs文件系统，这种文件系统相1.2向Nios移植uClinux需要做的工作和步骤对于一般的ext2文件系统要求更少的空间。romfs文件系统不支持动态擦写保存，对于需要系统动态保存的数(1)硬件需求据，采用虚拟ram盘的方法进行处理(ram盘将采用ext2需要一个Altera公司的开发包，或者是下面三种

5、之文件系统)。同时，uClinux内核也支持各种文件系统，例一：APEXboard，STRATIXboard，CYCLONEboard。本如，网络文件系统，在需要时可以进行mount。文选用的是CYCLONEboard。解决了上述问题以后，uClinux便可以成功地移植到(2)软件需求Nios上。下载一个最新版本的uClinux，并搭建一个Nios的1.3U-boot介绍GNUC编译环境，准备好CDK4Nios开发包。CDK4NiosU-boot是启动引导程序的一种，是一种通用的Linux开发包是Nios的交叉开发包。462004.9NEWPRODUCT&TECH新器件新技术bootloa

6、der。在做uClinux移植时，碰到的第一个问题就④建立Nios平台的glibc库；是移植bootloader或者自己编写bootloader程序。Linux⑤建立Nios平台C++编译器；内核启动部分的代码需要判断从bootloader传递过来的⑥建立应用程序的开发和测试。寄存器值。U-boot对Linux引导有特别的支持，如：所建立的开发环境结构图如图1所示。①SCC/FEC以太网支持；②BOOTP/TFTP引导；JTAG电缆③IP，MAC预置能力和在线读写Flash、DOC、IDE、HOST(PC)串行电缆TARGETEthernet网交叉电缆IIC、EEROM、RTC；④支持串行

7、口kernit，S-record下载代码；图1⑤识别二进制、ELF32、pImage格式的Image，对Linux引导有特别的支持；搭建完开发环境后，使用开发主机的并口为Nios开⑥单任务软件运行环境(hello.c)；发板写入引导程序作为系统启动和管理Flash的⑦监控(minitor)命令集有读写I/O、内存、寄存器、bootloader，也就是U-boot。该工具能为Nios平台提供外设测试功能等；引导功能，并且能