基于arm嵌入式系统的通用bootloader的设计与实现

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1、www.3722.cn大量管理资料下载基于ARM嵌入式系统的通用bootloader的设计与实现摘要摘要随着移动设备的流行和发展，嵌入式系统已经成为一个热点。它并不是最近出现的新技术，只是随着微电子技术和计算机技术的发展，微控制芯片功能越来越大，而嵌入微控制芯片的设备和系统越来越多，从而使得这种技术越来越引人注目。它对软硬件的体积大小、成本、功耗和可靠性都提出了严格的要求。嵌入式系统的功能越来越强大，实现也越来越复杂，随之出现的就是可靠性大大降低。最近的一种趋势是一个功能强大的嵌入式系统通常需要一种操作系统来给予支持，这种操作系统是已经成熟并且稳定的，可以是嵌入式的Linu

2、x，WINCE等等。相应地，这也给处理器提出了要求。当今，众多的半导体厂商都生产基于ARM体系结构的通用微处理芯片，ARM技术已经在当今的嵌入式微处理器领域中占据了它的领先地位。究其原因，它的精简指令构架为主又不放弃与复杂指令平衡的设计，使得在获得高性能的同时又能做到低功耗。本文所要研究的就是基于ARM嵌入式系统通用bootloader的设计与实现。Bootloader是嵌入式系统中执行在内核操作系统前的一段代码，它的基本作用就是加载内核镜像。在实践平台上，本课题硬件上采用了IntelXscale系列的PXA255作为处理器，Xscale核心是与ARMV5TE构架兼容的，因

3、此具有一定的代表性，并以此来搭建课题的硬件实践平台，软件上以Linux作为操作系统。而在具体的实现上目标是除了实现bootloader的基本功能外，还将它实现成一个更加复杂的系统，即增加对硬件电路板的支持，以方便开发人员进行调试以及开发。因此，本文重点阐述了实践上具体的设计，具体的实现以及简单评估了它的作用。最后，对实现的bootloader进行了扩展：即在阐明ARM嵌入式系统中bootloader的一些共同点之后，介绍了如何对其他ARM系统进行移植，以做到通用性。关键词：嵌入式系统ARMBootloadIII目录目录摘要IAbstractII目录III绪言１1.背景１2.

4、主要研究工作１3.主要内容２第一章ARM简介３1.1ARM简介３1.1.1ARM处理器介绍３1.2ARM处理器的优势特点６1.2.1RISC指令集６1.2.2低功耗７第二章ARM体系结构介绍８2.1ARMcore描述８2.2编程模型介绍１０2.2.1ARM处理器模式１０2.2.2ARM寄存器组介绍１０2.2.3ARM存储系统１２2.2.4ARM指令集介绍１３2.2.5ARM体系的异常中断１４2.3ARM最小系统描述１５2.4IntelXscale系统构架１６2.4.1PXA255介绍１８第三章Bootloader的概念１９3.1Bootloader的基本概念１９3.2Boo

5、tloader的操作模式２０3.3Bootloader的概念扩展２０3.4ARMBootloader的共性２０第四章Bootloader的设计与实现２２4.1研究的平台环境２２4.1.1硬件平台２２4.1.2软件环境以及软件开发工具２３4.2Bootloader的总体设计２３4.2.1阶段设计２３4.2.2地址规划设计２４4.2.3模式设计２５4.3Bootloader的具体实现２５4.3.1阶段1的代码实现２５4.3.2阶段2的代码实现２８III目录4.3.3代码的编译３５4.3.4目标文件的链接与转换３６4.4代码组织结构４２4.5使用操作４３第五章实验结果与测评４４5

6、.1实验结果４４5.1.1基本功能的实现结果４４5.1.2扩展功能的实现结果４５5.2程序性能４６5.2.1扩展功能的功能性测试数据４６5.2.2程序的可移植性４６第六章总结与展望４７III绪言绪言1.研究背景随着人民生活水平提高带来巨大的消费需求、信息化进程的推进、电信运营业的发展，信息产业市场空间将得到进一步拓展。在这良好的经济环境下，嵌入式系统领域得到进一步的拓宽与发展。嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可剪裁来适应系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术、电子技术和各行业的具体应用相

7、结合后的产物，它是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。嵌入式系统广泛地应用在信息终端、工业控制和信息家电等领域。在嵌入式系统的开发中，嵌入式软件是实现各种系统功能的关键，也是计算机技术最活跃的研究方向之一。不同应用对嵌入式软件系统有不同的要求，并且随着计算机技术的发展，这些要求也在不断变化。通常，应用系统对嵌入式软件的基本要求是体积小、执行速度快、具有较好的可剪裁性和可移植性。特别地，现在对嵌入式软件来说，都需要操作系统的支持。简单的嵌入式系统根本没有操作系统，而只是一个控制循环。但是，当系统