毕业论文_基于ARM9的BootLoader启动设计.docVIP

长治学院 课程设计报告 课程名称： 嵌入式系统原理与应用技术 设计题目： Bootloader程序设计 系 别： 计算机系 专 业： 计算机科学与技术 组 别： 第7组（韩伟伟、王富涌） 学生姓名: 韩伟伟 学 号: 起止日期: 2011年12月15日 - 2011年12月22日 指导教师: 刘丽丽 目录 第一章 概述 1 1.1 课程设计名称 1 1.2 课程设计目的 1 1.3 要求 1 第二章 背景分析 1 2.1 BootLoader的概念 1 2.2 BootLoader的主要任务与典型结构框架 1 第三章 BootLoader串口驱动程序的设计 2 4.1 UART寄存器简介 2 4.2 UART串口工作原理 5 4.3 UART驱动程序详细设计 5 第四章 总结 9 参考文献 10 第一章 概述 1.1 课程设计名称 BootLoader程序设计 1.2 课程设计目的 串口驱动和网口驱动程序的设计，可以通过串口或网口接收数据或文件，并且可以写到flash中 1.3 要求 编写 BootLoader程序uart.h uart.c 串口驱动测试程序main.c 第二章 背景分析 2.1 BootLoader的概念 简单地说，BootLoader就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序，可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。 2.2 BootLoader的主要任务与典型结构框架 从操作系统的角度看，BootLoader的总目标就是正确地调用内核来执行。 另外，由于BootLoader的实现依赖于CPU的体系结构，因此大多数BootLoader都分为stage1和stage2两大部分。依赖于CPU体系结构的代码，比如设备初始化代码等，通常都放在stage1中，而且通常都用汇编语言来实现，以达到短小精悍的目的。而stage2则通常用C语言来实现，这样可以实现更复杂的功能，而且代码会具有更好的可读性和可移植性。 BootLoader的stage1通常包括一下步骤(以执行的先后顺序)： 硬件设备初始化。 为加载BootLoader的stage2准备RAM空间。 复制BootLoader的stage2到RAM空间中。 设置好堆栈。 跳转到stage2的C入口点。 BootLoader的stage2通常包括一下步骤(以执行的先后顺序)： 初始化本阶段要使用的硬件设备。 检测系统内存映射。 将kernel映像和根文件系统映像从Flash上独到RAM空间中。 为内核设置启动参数。 调用内核。 第三章 BootLoader串口驱动程序的设计 3.1 UART寄存器简介 S3C2440AUART控制器，提供3个独立的异步串行I/O端口，每个端口都可以在中断模式或DMA模式下工作。UART可以产生中断请求或DMA请求，以便在CPU和UART之间传输数据。在使用系统时钟的情况下，UART可以支持最高115.2Kbps的传输速率。如果外部设备通过UEXTCLK为UART提供时钟，那么UART的传输速率可以更高。每个UART通道包含两个用于接收和发送数据的16字节的FIFO缓冲寄存器。 由于UART是串行异步通信方式，因此在UART通信过程中每次只能传输1位(bit)，若干位组成一个数据帧(frame)，帧是UART通信中最基本单元，它主要包含开始位、数据位、校验位(如果开启了数据校验，要包含校验位)和停止位。UART在通信之前要在发送端和接受端约定好帧的结构，也就是约定好传输数据帧格式。 (1) 开始位：必须包含在数据帧中，表示一个帧的开始。 (2) 数据位：可选5、6、7、8位，该长度可由编程人员指定。 (3) 校验位：如果在开启了数据校验时，该位必须指定。 (4) 停止位：可选1、2位，该位长度可由编程人员指定。 通信双方约定好帧格式后，指定同一波特率，以保证双方数据传输的同步。 UART串口驱动需要设置的寄存器及其具体特性如表4-1~表4-8所示： 表3-1 UART0串行控制寄存器(ULCON0) 寄存器名 地址 是否读写 描述 复位默认值 ULCON0 0R/W 串口0串行控制寄存器 0x00 ULCON0 位 描述 初始值 保留 7 0 红外模式 6 选择串口0是否使用红外模式： 0 = 正常通信模式