PDC系統的Bootloader設計與實現

黎愛瓊

【摘要】 數據保護容器（Protective Data Capsule）簡稱PDC，是船載航行數據記錄儀最終記錄存放的介質，本設計主要介紹的是PDC系統引導程序的啟動過程，以及實現引導程序移植的環境配置及燒寫過程，以便實現PDC系統的正常啟動。

【關鍵詞】 數據保護容器 PDC 嵌入式系統 Bootloader

一、嵌入式系統中Bootloder的基本工作原理

Bootloader是嵌入式軟件開發的第一個環節，它把嵌入式系統的軟件和硬件緊密銜接在一起。是系統加電啟動運行的第一段軟件代碼，類似于PC機的BIOS系統。

二、Bootloader啟動過程分析

在嵌入式系統中，Bootloader是嚴重地依賴于硬件而實現的。而在嵌入式系統中很難建立一個通用的Bootloader。但是，Bootloader的實現還是可以總結出一般規律。通過分析比較，引導程序則選用了韓國Mizi公司開發的Bootloader，即vivi。

vivi是利用串口通信為用戶提供接口的，只需要將PC宿主機通過一根串口電纜線與目標板相連即可。

vivi的運行分為 stage1 和 stage2兩個階段。

第一階段：

1.關閉WATCH DOG：上電后，WATCH DOG默認是開著的。

2.禁止所有中斷：vivi中沒用到中斷。

3.初始化系統時鐘：啟動MPLL，FCLK=200MHz，HCLK=100MHz，PCLK=50MHz，“CPU bus mode”改為“Asynchronous bus mode”。

4.初始化內存控制寄存器。

5.檢查是否從掉電模式喚醒，若是，則調用WakeupStart函數進行處理——這是一段沒用上的代碼，vivi不可能進入掉電模式。

6.點亮所有LED 。

7.初始化UART0。

8.將vivi所有代碼從NAND Flash復制到SDRAM中。

第2階段：

1.執行reset_handler（），用于將內存清零。

2.執行board_init（），調用init_time（）和set_gpios（）來初始化定時器和設置GPIO引腳功能。

3.執行mem_map_init（）和mmu_init（），建立頁表，并啟動MMU。

4.執行heap_init（），該函數在SDRAM中指定了一塊1M大小的內存作為堆heap。

5.執行mtd_dev_init（），初始化MTD設備，執行本函數后，得到一個mtd_info結構的全局變量，以后直接通過mymtd提供的接口對NAND Flash進行操作。

6.執行init_priv_data（），此函數將啟動內核的命令參數取出，并存放在特定的位置中。

7.執行misc（）和init_builtin_cmds（），這兩個函數都是通過調用add_command函數，給一些命令增加相應的處理函數。

8.執行boot_or_vivi（），該函數根據實際情況判斷，是啟動vivi_shell進入與用戶交互的界面中，還是直接啟動Linux內核。

三、vivi移植

vivi直接提供了對S3C2410X處理器的板級支持。其相關配置文件存放入s3c2410目錄中。在宿主機的終端中，進入vivi的根目錄下，輸入如下命令進入vivi的配置界面：

當配置完vivi后，保存配置并退出配置菜單界面，回到終端中輸入命令編譯vivi：

[root@kision vivi]#make

如果編譯成功，將在當前目錄下生成vivi二進制鏡像文件，編譯生成vivi二進制鏡像文件后，有兩種途徑將vivi燒寫到目標板中：JTAG下載方式和串口下載方式。首先要配置好串口。

在PC宿主機的Linux操作系統開發環境下，在終端中輸入命令minicom：

[root@kision root]#minicom -s

此時界面會進入串口終端配置界面中，選擇正確的PC串口通道號，并配置串口參數為115200，8N1，且無軟、硬流控制。最后，應該將該項設置保存為缺省值，以免每次打開minicom都需要重新配置。然后輸入minicom，按住鍵盤的空格鍵的同時啟動目標板，這時會進入vivi的加載啟動模式，輸入如下命令下載vivi：vivi>load flash vivi x 選擇xmodem協議傳輸vivi鏡像文件。輸入命令：vivi>load flash vivi x即完成了移植任務。

四、結論

經過測試，在各指定的工作環境下，PDC系統基本都能正常工作。

參 考 文 獻

[1] 李少春.基于嵌入式Linux的視頻監控系統設計與實現. 西南交通大學碩士論文 .2007/05

[2] 陳艷.引導加載程序vivi的分析和移植研究.電子設計應用.2006.11.15