作者：曾宏安 齊 堯 焦振強 殷洪軍

摘 要：BootLoader(引導裝載程序)是嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)的第一個環(huán)節(jié)，它把操作系統(tǒng)和硬件平臺銜接在一起，對于嵌入式系統(tǒng)的后續(xù)軟件開發(fā)十分重要，在整個開發(fā)中也占有相當大的比例。U-BOOT是當前比較流行、功能強大的BootLoader，可以支持多種體系結構。LH7A400是Sharp公司生產(chǎn)的一款基于ARM922T內(nèi)核的32位RISC芯片，本文詳細介紹U-BOOT的功能、特點以及在LH7A400處理器上的移植過程。

關鍵詞：BootLoader U-BOOT移植 LH7A400 ARM922T

引 言：

本文以U-BOOT為例，介紹了如何在ARM9開發(fā)板上移植BootLoader的過程。LH7A400學習板是旋極公司推出的一款高性能嵌入式開發(fā)板，其采用的處理器LH7A400是Sharp公司生產(chǎn)的一款基于ARM922T內(nèi)核的32位RISC芯片。該芯片集成了高性能的32位RISC處理器核ARM922T(運算速度200MHz，總線速度100MHz) ，能使處理速度達到每秒220百萬條指令(MIPS)，能耗為1.33mW/MIPS，可以在低電壓狀態(tài)下工作(核心1.8V，輸入/輸出3.3 V)，片內(nèi)帶有鎖相回路(PLL)和低能耗核心。此外該芯片還包括: 16KB 高速緩存(Cache)， 存儲器管理單元(MMU)， 80KB 靜態(tài)存儲器(SRAM)， 彩色液晶顯示控制器(LCD)， 直接存儲控制器(10通道DMA)， 異步串行口控制器(UART)， 同步串行口控制器(SSP)， PCMCIA控制器， AC97聲音控制器， 智能卡控制器， 多媒體卡控制器， 電池控制器， USB控制器和時鐘/供電管理器。值得一提的是，LH7A400是一款寬溫芯片，其工作溫度范圍為-40℃～+85℃(降低時鐘頻率)，可廣泛應用于無線手持設備、智能電話、PDA、家庭娛樂控制器、PocketPC及各種工控設備。
該學習板還包括如下硬件：由2片16位Flash (32MB)和2片16位的SDRAM(64M)構成32位寬的高速存儲器結構；10/100M自適應網(wǎng)絡芯片DM9000；Sharp 3.5’TFT LCD彩屏；觸摸屏；USB Host/Device；CF卡插槽；全功能JTAG接口等。

1 U-BOOT簡介

U-BOOT是由德國的工程師Wolfgang Denk從8XXROM代碼發(fā)展而來的，它支持很多處理器，比如PowerPC、ARM、MIPS和x86。目前，U-BOOT源代碼在sourceforge網(wǎng)站的社區(qū)服務器中，Internet上有一群自由開發(fā)人員對其進行維護和開發(fā)，它的項目主頁是http://sourceforge.net/projects/U-BOOT。U-BOOT的最新版本源代碼可以在Sourceforge的CVS服務器中匿名獲得。
#cvs -d:pserver:anonymous@cvs.sourceforge.net:/cvsroot/U-BOOT login
#cvs -z6 -d:pserver:anonymous@cvs.sourceforge.net:/cvsroot/U-BOOT \ co -P modulename

1.1 U-BOOT源代碼目錄結構

◆ board：和一些已有開發(fā)板有關的文件，比如Makefile和u-boot.lds等都和具體開發(fā)板的硬件和地址分配有關。
◆ common：與體系結構無關的文件，實現(xiàn)各種命令的C文件。
◆ cpu：CPU相關文件，其中的子目錄都是以U-BOOT所支持的CPU為名，比如有子目錄arm926ejs、mips、mpc8260和nios等，每個特定的子目錄中都包括cpu.c和interrupt.c，start.S。其中cpu.c初始化CPU、設置指令Cache和數(shù)據(jù)Cache等；interrupt.c設置系統(tǒng)的各種中斷和異常，比如快速中斷、開關中斷、時鐘中斷、軟件中斷、預取中止和未定義指令等；start.S是U-BOOT啟動時執(zhí)行的第一個文件，它主要是設置系統(tǒng)堆棧和工作方式，為進入C程序奠定基礎。
◆ disk：disk驅動的分區(qū)處理代碼。
◆ doc：文檔。
◆ drivers：通用設備驅動程序，比如各種網(wǎng)卡、支持CFI的Flash、串口和USB總線等。
◆fs:支持文件系統(tǒng)的文件，U-BOOT現(xiàn)在支持cramfs、fat、fdos、jffs2和registerfs。
◆ include：頭文件，還有對各種硬件平臺支持的匯編文件，系統(tǒng)的配置文件和對文件系統(tǒng)支持的文件。
◆ net：與網(wǎng)絡有關的代碼，BOOTP協(xié)議、TFTP協(xié)議、RARP協(xié)議和NFS文件系統(tǒng)的實現(xiàn)。
◆ lib_arm：與ARM體系結構相關的代碼。
◆ tools：創(chuàng)建S-Record格式文件 和U-BOOT images的工具。

1.2 U-BOOT的特點

U-BOOT支持SCC/FEC以太網(wǎng)、OOTP/TFTP引導、IP和MAC的預置功能，這一點和其它BootLoader(如BLOB和RedBoot等)類似。但U-BOOT還具有一些特有的功能。

◆ 在線讀寫Flash、DOC、IDE、IIC、EEROM、RTC，其它的BootLoader根本不支持IDE和DOC的在線讀寫。
◆ 支持串行口kermit和S-record下載代碼，U-BOOT本身的工具可以把ELF32格式的可執(zhí)行文件轉換成為 S-record格式，直接從串口下載并執(zhí)行。
◆ 識別二進制、ELF32、uImage格式的Image，對Linux引導有特別的支持。U-BOOT對Linux 內(nèi)核進一步封裝為uImage。封裝如下：
#{CROSS_COMPILE}-objcopy -O binary -R.note -R.comment -S vmlinux \ linux.bin 
#gzip -9 linux.bin
#tools/mkimage -A arm -O linux -T kernel -C gzip -a 0