EDN China > 技术文章 > 嵌入式系统 > 存储器 > 正文
? 2016博客大赛-不限主题,寻找电子导师,大奖升级??

基于Nand Flash的VIVI装载器的分析与改进

微计算机信息 库少平 田云芳?? 2010年04月27日 ?? 收藏0

  引言

  在操作系统启动前,要先运行一段程序.这段程序就是BootLoader,即启动装载程序,它相当于PC机上的BIOS。通过这段程序,可以实现硬件设备的初始化,建立内存卒问映射等一系列初始化工作,从而将系统的软硬件环境初始化为一个合适的状态.以便为装载操作系统作好准备。在系统加电或复位后,CPU通常都是从一个预先定义的地址上取指令,而在嵌入式系统中,通常将某种类型的固态存储设备(如ROM、FIash等)映射到此地址处。通过烧写工具把BootLoader的映像烧写到这种固态存储设备上,在系统加电或复位后CPU就可以从这种固态存储设备上取指令执行BootLoader以实现系统的启动。由于在ROM及Flash等存储设备中程序的执行速度与效率不及程序在RAM中的执行速度与效率,因此在嵌入式程序设计中,通常都会有程序拷贝的操作。所谓程序拷贝,就是在程序运行过程中,通过软件的方法将周化在ROM或Flash中的程序拷贝到RAM中,然后再跳转到RAM相应地址继续执行程序。

  1 系统硬件平台及VIVI简介

  本实验平台的处理器采用的是SamSung公司的S3C2410.它是基于ARM920T内核的处理器,片外存储器采用了64MB的SDRAM、32MB的Nand Flash、2MB的Nor Flash及4KB的片上SRAM,其中SDRAM映射到基地址为Ox30000000的存储空间,本实验平台支持两种方式启动,即Nand FIash启动和Nor Flash启动,这两种启动方式以跳线方式进行选择。

  VIVI是由韩国Mizi公司开发的一种针对ARM9的BootLoader,支持S3C2410。与其它的Boot loader相比,它具有容易理解,易于移植等优点。它有两种工作模式:启动加载模式和下载模式。它的启动分为两个阶段,Stage1阶段和Stage2阶段。Stage1主要用汇编语言编写,主要进行与CPU核有关的一些寄存器的配置以及进行一些必要的初始化工作,这部分代码与具体的CPU体系结构依赖性很大。Stage2用一般的C语言编写,用来实现一些初始化工作,如建立内存映射,初始化驱动等,这部分代码会被拷贝到RAM中执行。本文要研究和论述的主要在Stage1阶段。

  2 Nand Flash启动过程分析

  Nand Flash使用I/O口串行地存取数据,它不映射到存储空间中任何一个BANK区域上.对Nand Flash的渎写操作通过串行数据总线进行传输。Nand Flash以页(page)为单位进行读写,以块(block)为单位进行擦除,本文用到的Nand Flash页(page)大小为(512+16)Byte,块(block)大小等于32个页的大小。每页的最后16Byte不用于存储程序数据,它主要用于存储ECC校验、标志位等信息。对Nand Flash的操作主要是通过向Nand F1ash控制器发送命令来进行的,对不同型号的Nand Flash,其命令有所不同。由于Nand Flash以块(block)为单位进行擦除,以页为单位进行写入,所以擦除与写入的速度都很快。

  由于Nand Flash不能芯片内执行,S3C2410必须提供一种机制支持从Nand Flash启动。S3C2410提供了这样一种机制,当设置为Nand flash启动时,系统加电或复位后,使能Nand Flash控制器的自动启动模式,Nand Flash中的前4KB代码自动地被拷贝到位于CPU内部的称为Steppingstone的SRAM中,这是启动代码的第一次拷贝,这次拷贝由硬件自动完成.然后这块SRAM被映射到存储空间中的0x00000000处,CPU从这个地址处开始执行启动代码。

  由于CPU内部的SRAM仅有4KB,不能保证整个VIVI都被从Nand Flash中拷贝到CPU内部的SRAM中,所以这前4KB的代码要保证完成把整个VIVI从Nand Flash拷贝到执行效率更高的RAM中运行以及程序的跳转任务,此时从Nand Flash到SDARM的拷贝过程就是所谓的软件拷贝。

  3 程序拷贝过程分析

  3.1 VIVI的编译与链接

  编泽器对程序的处理要经过预编译阶段、编译阶段、汇编阶段及链接阶段,每个目标文件都有一系列段(section),输入文件的段(section)称为输入段(input section).输出文件的段(section) 则称为输出段(output section)。在VIVI的链接过程中,用到了一个链接脚本文件,它描述了各个输入文件的各个段(section)如何映射到输出文件的各个(section)中,并控制输出文件中secrion和符号的内存布局,此内存布局决定了VlVI的运行时域。在此阶段,链接器LD利用链接脚本把各种目标文件和库文件链接起来,并重定向它们的数据,完成符号解析,最后把所有的目标文件链接成为一个可执行的目标文件,即为可烧写到Flash中的VIVI映像。针对本系统开发板的VIVI链接脚本对原链脚本进行了改进,添加了第<6>行,下文的论述会用到此处的变量vivi end。

  <1>SECTIONS{

  <2>.=0x33f00000;

  <3>.text?? :{ * (.text)}

  <4>.data ALlGN(4) :{ * (.data)}

  <5>.bss ALIGN(4):{ * (.bss) * (COMMON)}

  <6>vivi_end=.:

  <7>}

  其中:SECTIONS表示段。第<2>行表示当前地址为0x33f00000,它是text段的起始地址,也是运行时域的起始地址。第<3>行用了通配符*表示所有字符,这里的意思就是说指定的每个目标文件的text section的内容都放到同一个.text中。第<4>行表示指定的每个目标文件的data section的内容都放到问一个.data中,而且要四字节对齐。每<5>行表示指定的每个目标文件的bss section的内容都放到同一个.bss中,所有的普通符号都放到COMMON中,也要四字节对齐。第<6>行是把当前地址赋值给变量vivi_end,它也是运行时域的末地址。


上一页12下一页
?? ?? ??


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友
?? ??

Flash? VIVI装载器?

相关文章

我来评论
美国的游客
美国的游客 ??? (您将以游客身份发表,请登录 | 注册)
?
有问题请反馈