nios软核处理器的linux引导程序u

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1、NIOS软核处理器的Linux引导程序U...　摘要：针对将cClinux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1.1Nios简介Nios是Altera公司以RISC为基础的可配置、可裁减软核处理器。它具有1

2、6位指令集和16/32位数据通路，通过将包括16或32位高性能处理器在内的移种应用模块嵌入到通用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处理器、C/C++编译器、Cygnus的源级调试程序、Quartus编译软件、验证工具和开发板。Nios软核处理器主要特性包括：高效灵活的处理器模块，可以通过软件配置成16位或32位的中央处理单元（RISC结构），并可选择不同的内部存储器大小，其最高执行速度可达50MHz；具有多种其它功能模块的选择（SDRAM

3、控制器、UART控制器、PCI接口模块、LCD接口模块、MAC接口模块等多种功能模块）；具有完整、廉价、便捷的开发系统。所有开发（包括设计、调试）均通过软件进行，不再需要专门的硬件仿真器和编器，大大减少了开发设备的成本。1.2向Nios移植uClinux需要做的工作和步骤（1）硬件需求需要一个Altera公司的开发包，或者是下面三种之一：APEXboard,STRATIXboard,CYCLONEboard。本文选用的是CYCLONAEboard。（2）软件需求下载一个最新版本的uClinux，

4、并搭建一个Nios的GNUC编译环境，准备好CDK4Nios开发包。CDK4Nios开发包是Nios的交叉开发包。（3）bootloader需要编写或移植一个bootloader到AltaraNiosboard上。本文就是要设计一个用于Nios的U-bootbootloader。利用QUARTUS软件为开发板定义默认参数，然后在开发板上测试U-boot。（4）uClinux内核的编译将下载好的uClinux源泉代码解压到/home目录下，会产生/home/uClinux-dist目录，进入该目录

5、，依次键入：makemenuconfigmakedepmake在/home/uClinux-dist/image目录中产生image.rom,image.ram,romfs.img,它们分别是内核的映像及文件系统的映像文件。键入makemenuconfig时，会出现开发平台及内核配置和文件系统应用程序的配置界面，可以根据需要配置。（5）uClinux的根文件系统及其加载uClinux系统采用romfs文件系统，这种文件系统相对于一般的ext2文件系统要求更少的空间。romfs文件系统不支持动态擦

6、写保存，对于需要系统动态保存的数据，采用虚拟ram盘的方法进行处理（ram盘将采用ext2文件系统）。同时，uClinux内核也支持各种文件系统，例如，网络文件系统，在需要时可以进行mount。解决了上述问题以后，uClinux便可以成功地移植到Nios上。1.3U-boot介绍U-boot是启动引导程序的一种，是一种通用的Linuxbootloader。在做uClinux移植时，碰到的第一个问题就是移植bootloader或者自己编写bootloader程序。Linux内核启动部分的代码需要判

7、断从bootloader传递过来的寄存器值。U-boot对Linux引导有特别的支持，如：①SCC/FEC以太网支持；②BOOTP/TFTP引导；③IP，MAC预置能力和在线读写Flash、DOC、IDE、IIC、EEROM、RTC；④支持串行口kernit,S-record下载代码；⑤识别二进制、ELF32、pImage格式的Image，对Linux引导有特别的支持；⑥单软件软件运行环境（hello.c）;⑦监控（minitor）命令集有读写I/O、内存、寄存器、外设测试功能等；⑧脚本语言支持

8、（类似BASH脚本）；⑨支持watchDog,LCDlogo,状态指示功能等。本文着重介绍uClinux向Nios软核处理器移植过程中，U-boot的设计和实现。2U-boot的设计2.1bootloader的设计思想bootloader的设计除了依赖于CPU的体系结构外，它实际上也依赖于具体的嵌入式板级设备的配置。也就是说，对于两块不同的嵌入式板而言，即使它们是基于同一种CPU而构建的，要想让运行在一块板子上的bootloader程序也能运行在另一块板子上，通常也都需要修改bootloader