在Bootloader中实现嵌入式系统自动升级

《在Bootloader中实现嵌入式系统自动升级》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、在Bootloader中实现嵌入式系统自动升级　　嵌入式系统由硬件和软件两部分组成，软件部分主要包括Bootloader、内核和文件系统。Bootloader是硬件系统加电所运行的第l段软件代码，但在嵌入式系统中一般没有像PC中的BIOS那样的固件，因此整个系统的加载过程全部是由Bootloader来完成的。系统在上电l或复位时通常都从地址Ox00000000处开始执行，而在这个地址处安排的通常就是系统的Bootloader。Bootloader的主要任务包括：初始化最基本的硬件；将Bootloader

2、本身拷贝到RAM中运行；将内核拷贝到RAM中并调用内核等。　　通常在嵌入式系统中，首先通过JTAG接口将Bootloader烧写到目标板的Flash中，然后在Bootloader中，将内核映像文件和文件系统映像文件通过串口和网络下载并烧写到Flash中。若需对内核或文件系统升级，则按照上述方法重新烧写新的映像文件，直接覆盖原来的映像文件。　　上述方法中，一方面必须将目标板和主机通过串口线和网线相连接，另一方面通过串口或网络下载映像文件，速度很慢。本实验通过扩充Bootloader功能，实现了通过CF存储

3、卡对内核或文件系统映像文件的自动升级，对需要经常为内核或文件系统升级的嵌入式系统来说，克服了传统升级方法的局限，简化了升级方法，提高了升级速度。　　1基本原理　　本实验对传统Bootloader的功能进行了扩充，加入了升级系统的功能。例如，用户需要对目标板上的内核或文件系统进行升级，只需要将新的映像文件命名为指定的名称并拷贝到CF存储卡中。然后，CF存储卡插入目标板的CF存储卡插槽，重新启动目标板即可完成升级过程。重启时，系统首先运行Bootloader，Bootloader将检测CF存储卡中是否有内核

4、或文件系统的映像文件。若有，则读取映像文件并烧写到目标板的F1ash中，实现升级；若无，则直接启动目标板中的系统，如图1所示。　　实验使用的开发板基于IntelXScale处理器PXA255。PXA255具有16位的CF存储卡控制器，用于连接CF存储卡。开发板上有32MB的Flash和64MB的SDRAM，且Flash的起始地址映射到Ox00000000，SDRAM的起始地址映射到OxA0000000。　　实验板上的InteIStrataFlash，容量为32MB，分为Bootloader、reserv

5、ed、kernel和rootfilesystem四个区。其中，Bootloader分区用于烧写Bootloader，其起始地址为Ox00000000，当系统加电启动或复位时，CPU便跳转到这个位置开始执行指令；reserved分区为保留分区，主要用于传递内核启动参数以及其他系统设置；kernel分区和rootfilesystem分区分别用于烧写内核和文件系统。各分区的起始地址及大小如图2所示。　　2实现　　本文所讨论的实现方法，主要是扩充Bootloader的功能，增加对CF存储卡的支持，使系统启动时，

6、Bootloader能对CF存储卡进行文件读取。首先，要将CF存储卡格式化成特定的文件系统格式(本实验主要支持FAT32、FATl6和EXT2三种文件系统)。然后，将待升级的映像文件(内核映像文件、文件系统映像文件或Bootloader本身的映像文件)通过主机拷贝到CF存储卡。因此，Bootloader可以榆测到需要升级的映像文件并对目标板上的相应部分进行更新。　　2．1Bootloader框架及工作流程　　本实验所编写的Bootloader仅实现了最基本的硬件初始化功能、系统引导功能和系统升级功能，静

7、态编译的二进制文件大小为38KB。Bootloader用汇编语言和C语言实现，汇编语言仅作了屏蔽所有中断、初始化相关GPIO(GeneralPurposeIO)、初始化SDRAM、拷贝Bootloader和内核到SDRAM等简单工作，便跳转到C程序，在C程序中实现了后续的初始化工作及系统升级。详细流程如图3所示。　　2．2对CF存储卡的支持及数据读取过程　　由于是从CF存储卡上读取新的映像文件并实现系统更新，故在Bootloader中必须首先支持CF卡。CF卡本身提供了两个探测引脚(即CardDetec

8、tPins)，用于判断CF卡是否存在。这两个引脚成为CDl和CD2，在CF卡内部被硬件设计为直接与地相连。当CF卡插入时，CDl和CD2应全为低电平，因此，在Bootloader中通过检测CDl和CD2的电平高低，可以判断CF卡是否存在。　　CF卡主要由3部分组成：控制器、存储器阵列和缓冲区。其中，内置的智能存储器可以使外围电路设计大大简化，且完全符合内存卡的PCMCIA(PersonalComputerMemoryCardIntemati