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基于ARM-μCLinux嵌入式系統啟動引導的實現
摘要：介紹了ARM-μCLinux嵌入式系統的結構組成，重點分析了ARM--μCLinux嵌入式系統啟動引導的過程實現該系統啟動引導的技術難點，提出了一種有效的啟動引導方案。關鍵詞：嵌入式系統 引導 ARM μCLinux
32位ARM嵌入式處理器具有高性能、低軾耗的特性，已被廣泛應用于消費電子產品、無線通信和網絡通信等領域。ΜCLinux是專門為無MMU處理器設計的嵌入式操作系統，支持ARM、Motorola等微處理器。目前國內外采用ARM-μCLinux作為嵌入式系統非常普遍。而嵌入式系統的啟動引導技術是嵌入式系統開發的一個難點。系統啟動引導的成功與否決定了應用程序的運行環境是否能正確構建，即系統啟動成功是應用正確運行的前提。
常用的嵌入式系統啟動方法是先通過JTAG將嵌入式操作系統內核與進Flash，再由其帶的引導程序bootloader完成嵌放式系統的啟動引導工作。這種方法要借助昂貴的JTAG設備完成操作系統內核 的燒寫工作，并且不能方便地更新嵌入式系統中的軟件平臺。本文提出一種基于ARM-μCLinux嵌入式系統的啟動引導方案，不但可以通過簡易的串口方便地更新嵌入式系統內的軟件平臺，而且成功解決了這種架構的嵌入式系統的啟動、初始化、操作系統內核的固化和引導等問題。本文簡略說明ARM-μCLinux嵌入式系統的硬件平臺和軟件平臺；描述系統引導程序bootloader的設計，闡述設計時考慮的因素和需解決的技術難點，給出一套可行的引導程序流程；針對μCLinux內核的引導程序，說明μCLinux內核的加載和初始化過程。
1 系統組成
典型的ARM嵌入式系統硬件平臺一般包括一個以ARM為內核的處理器、存儲器和必要的外部接口與設備。在本系統中，采用內嵌ARM7TDMI的Samsung公司的S3C4510處理器，存儲器使用2MB的Flash和16MB的SDRAM，外部接口除了用于下載和通信的串口，還配備了一個以太網接口，以支持S3C4510的網絡功能。
軟件平臺由以下部分組成：系統引導程序、嵌入式操作系統內核、文件系統。系統引導程序通常也稱為bootloader，代碼量雖少，但是作用非常大，相當于PC上的BIOS，負責將操作系統內核固化到Flash中和系統初始化工作，然后將系統控制權交給操作系統。嵌入式操作系統內核是嵌入式系統加電運行后的管理平臺，負責實時性任務和多任務的管理。ARM7TDMI是一款沒有MMU的處理器，因此采用μCLinux作為本系統的操作系統內核。ΜCLinux是Linux是一個分支，專為無MMU的處理器設計，它繼承了Linux強大的網絡功能和多任務管理功能，并對內存管理和進程管理進行了改寫，滿足無MMU處理器的開發要求。文件系統是嵌入式系統軟件平臺占用存儲量最大的一部分，也是與用戶開發最相關的一部分。它存儲了系統配置文件、系統程序、用戶應用程序和必需的驅動程序。
軟件平臺固化在Flash中。通常根據軟件平臺的內容 對Flash的地址空間進行分區，一般分三個區，分別豐放bootloader、μCLinux內核和文件系統。分區的方式一般有兩種：一種是根據三個部分預定的存儲空量，允許bootloader、內核和文件系統擁有自己固定的
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