2019年微处理器系统结构与嵌入式系统设计ppt课件.ppt

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1、微处理器系统结构与嵌入式系统设计第十一章基于ARM的软件系统设计1、嵌入式软件系统结构及工作流程2、嵌入式软件系统的引导和加载S3C2440启动过程、BootLoader基本概念、U-boot的分析与移植3、嵌入式Linux操作系统嵌入式操作系统、嵌入式Linux内核4、Linux下驱动程序设计示例打开串口、设置串口、读写串口、关闭串口第十一章习题作业：1、2、3、6思考：4、5第十一章结束嵌入式软件系统结构简单的嵌入式应用若嵌入式系统的功能需求比较简单，嵌入式系统软件只需完成较简单的监控、驱动和处理功能，则不需要嵌入式操作

2、系统的支持。如基于8051的应用：玩具、家电、汽车等的控制系统复杂的嵌入式应用若嵌入式系统的功能需求比较复杂，需要图形用户界面、网络管理、存储管理、进程/线程管理或需要支持二次开发等，则通过嵌入式操作系统的帮助，可以加快嵌入式系统软件的开发进度和可靠性。如基于ARM的应用：手机、PDA简单嵌入式系统软件结构不需要使用操作系统，基于裸机开发系统上电后转移到main函数入口，首先进行系统初始化，然后进入工作循环直到系统停电或者出现重大错误。voidmain(void){……//变量、参数等的定义及说明X_init();//系统初

3、始化，一般为汇编代码While(1)X();//超级循环}复杂嵌入式系统软件的一般结构ARM+M+I/OHAL、底层封装、部分由OS提供BOOTLOAD复杂嵌入式系统软件工作流程S3C2440启动方式三星公司的S3C2440支持NorFlash和NandFlash启动,可以通过硬件跳线(引脚OM[1:0])设置启动方式。具体含义如下:OM[1：0]=00时，处理器从NANDFlash启动OM[1：0]=01时，处理器从16位宽度的NorFlash启动OM[1：0]=10时，处理器从32位宽度的NorFlash启动OM[1：0

4、]=11时，处理器从TestMode启动S3C2440NandFlash在系统上电后,NandFlash控制器会自动的把NandFlash上的前4KU-BOOT数据搬移到内部SRAM的地址最低端(此SRAM被称为Steppingstone)；CPU从内部RAM的0x00000000位置开始启动并在uboot启动代码的前4K里完成S3C2440的核心配置，然后把U-BOOT剩余部分搬到RAM中运行；S3C2440NandFlash启动过程引导程序BootLoader是嵌入式系统在加电启动后执行的第一段代码，功能类似pc机的BI

5、OS和OSLoader，通常需要固化在目标板中；主要负责CPU、存储器及相关硬件的初始化，以及将装载操作系统映像到内存中，然后跳转到规定的地址启动操作系统运行。Bootloader是严重依赖硬件而实现的，每一种不同体系结构的处理器都有不同的Bootloader，甚至同一种处理器的外围硬件配置不同，其Bootloader也有差别。因此开发特定的Bootloader是构建嵌入式linux系统之前的一项必要的基础工作。Bootloader的开发Stage1（汇编实现）基本硬件设备初始化：CPU时钟频率，寄存器，存储器数据宽度、访问

6、周期、刷新周期，中断系统，I/O端口等；为第二阶段准备RAM空间，设置堆栈；复制第二阶段代码到RAM中，并跳转到第二阶段入口点Stage2（C实现）初始化本阶段要使用的硬件设备，实现对板级驱动的支持；检测系统内存映射；将内核镜像和根文件系统镜像从flash读到RAM中；为内核设置启动参数；将PC指针指向内核的入口处，调用内核。挂载文件系统；Linux环境下BootLoader种类BootloaderMonitor描述x86ARMPowerPCLILO否Linux磁盘引导程序是否否GRUB否GNU的LILO替代程序是否否Loa

7、dlin否从DOS引导Linux是否否ROLO否从ROM引导Linux而不需要BIOS是否否Etherboot否通过以太网卡启动Linux系统的固件是否否LinuxBIOS否完全替代BUIS的Linux引导程序是否否BLOB否LART等硬件平台引导程序否是否U-boot是通用引导程序是是是RedBoot是基于eCos的引导程序是是是U-boot的分析与移植U-boot全称UniversalBootLoader，支持ARM体系等多种处理器，包含常见的外设的驱动，是一个开源的、功能强大的板极支持包；由德国DENX软件工程中心的W

8、olfgangDenk维护。U-boot启动时处于正常的启动加载模式，但是它会延时指定时间（单位秒）等待终端用户按下任意键而切换到下载模式，如果在指定时间内用户没有按键，则继续启动操作系统。U-boot主要包括以下目录board：该目录存放了U-Boot支持的一些已有开发板的信息。每一个开