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通用的开放BootLoader的设计与实现

作　者: 张杰
导　师: 邵峰晶
学　校: 青岛大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 开放Bootloader 硬件抽象层 层次模型 sCPU-dBUS s3c44b0
分类号: TP332
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 131次
引　用: 1次
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内容摘要


随着嵌入式系统不断发展,嵌入式系统的硬件多样性问题日渐突出。BootLoader作为操作系统向硬件平台加载启动的功能部件,其对硬件平台兼容性的支持直接影响了嵌入式系统的开放性。因此为嵌入式系统建立开放的BootLoader就成为嵌入式技术研究的一个重要课题。为实现多体系结构上开放规范的BootLoader设计开发,在对对开源社区里数十种BootLoader进行广泛细致的对比研究基础之上,本文提出了支持包含sCPU-dBUS在内的多种体系结构的开放BootLoader的详细设计方案,并给出了具体实现。本文具体包含以下工作：(1)针对嵌入式系统中BootLoader移植困难的问题,提出了将硬件抽象层引入Bootloader系统的设计方法。它提供给用户一个统一的逻辑硬件层,屏蔽了底层硬件的具体细节。通过用户输入参数信息,它可自动生成所需的配置文件。(2)针对嵌入式系统开发平台构建中硬件环境差异问题,采用对开放Bootloader模型进行分层设计的方法,明晰了该开放Bootloader层次结构,使该开放Bootloader具有良好的开放式架构,以实现对新开发处理器的支持。(3)基于以上两点,给出了开放Bootloader设计方案。该方案提供一套完整的硬件抽象层底层封装规范,并为上层软件设计提供操作接口规范,使嵌入式系统的上层软件面向一个统一的逻辑硬件层,屏蔽了底层硬件的具体细节。(4)实现了一个基于SANC开发平台的开放BootLoader,完成了BootLoader的基本功能并给出了简单的使用说明。实际在ARM体系结构的s3c44b0的开发板上的运行结果证明了作者设计的开放Bootloader具有一定的通用性。本文设计的BootLoader具有如下特性：系统支持多种嵌入式微处理器和多种嵌入式操作系统,能够在各种嵌入式微处理器上运行Linux、Vxworks、NetOS-I等操作系统,用户可以根据具体开发需求选择适合的操作系统。

全文目录


摘要  2-3
Abstract  3-6
第一章 绪论  6-12
  1.1 研究的目的和意义  6-7
  1.2 国内外研究动态分析  7-10
    1.2.1 嵌入式系统的研究动态  7-8
    1.2.2 SoC(System on Chip)技术的研究动态  8-10
  1.3 创新点和主要工作  10
  1.4 论文结构  10-12
第二章 BOOTLOADER的开放性  12-16
  2.1 BOOTLOADER的开放性  12-14
  2.2 通用硬件抽象层  14-16
第三章 开放的BOOTLOADER的设计  16-30
  3.1 开放BOOTLOADER的层次结构  16-18
  3.2 开放BOOTLOADER功能模块设计  18-30
    3.2.1 基本配置定义  18-21
    3.2.2 体系结构描述  21-22
    3.2.3 Cache控制  22-24
    3.2.4 MMU控制  24
    3.2.5 异常和中断控制  24-26
    3.2.6 I/O访问控制  26-27
    3.2.7 系统定时器控制  27
    3.2.8 嵌入式系统的初始化  27-30
第四章 基于SCPU-DBUS体系结构的开放BOOTLOADER的实现  30-45
  4.1 课题研究的平台环境  30-33
    4.1.1 硬件平台  30-33
    4.1.2 软件平台  33
  4.2 基于SCPU-DBUS体系结构的开放BOOTLOADER的总体设计实现  33-40
    4.2.1 地址规划设计  34-36
    4.2.2 设置中断向量表  36-37
    4.2.3 stage1的代码实现  37-39
    4.2.4 stage2的代码实现  39-40
  4.3 测试结果及其分析  40-45
第五章 基于ARM体系结构的开放BOOTLOADER的测试  45-49
  5.1 测试平台简介  45-47
    5.1.1 硬件环境  45-46
    5.1.2 软件环境  46-47
  5.2 测试结果及其分析  47-49
第六章 总结与展望  49-50
  6.1 全文工作总结  49
  6.2 问题与展望  49-50
参考文献  50-53
攻读学位期间的研究成果  53-54
致谢  54-55

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 电子数字计算机（不连续作用电子计算机） > 运算器和控制器（CPU）
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