U-Boot

詞語解釋

U-Boot是一種開源的嵌入式啟動程序，也被稱為“Universal Boot Loader”，它是一種小型的操作系統(tǒng)，用于在嵌入式系統(tǒng)中啟動和控制硬件。U-Boot可以在多種硬件平臺上運行，包括ARM、MIPS、PowerPC、x86等，可以支持多種處理器架構(gòu)，支持多種存儲介質(zhì)，如Flash、NAND、SD卡等，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)啟動，可以支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，如TFTP、NFS等。 U-Boot的主要功能是加載和啟動操作系統(tǒng)，它可以從存儲介質(zhì)中加載操作系統(tǒng)的內(nèi)核和文件系統(tǒng)，并將其傳輸?shù)絻?nèi)存中，然后執(zhí)行操作系統(tǒng)的初始化和啟動過程。U-Boot還可以提供基本的硬件驅(qū)動程序，以便操作系統(tǒng)可以正確識別和使用硬件設(shè)備，以及提供系統(tǒng)管理員和開發(fā)人員的基本命令行界面，以便在系統(tǒng)啟動之前進(jìn)行硬件調(diào)試和系統(tǒng)管理。 U-Boot在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用非常廣泛，它可以用于啟動和控制多種嵌入式系統(tǒng)，如智能家居、工業(yè)控制、汽車電子、移動終端等，可以支持多種處理器架構(gòu)和多種存儲介質(zhì)，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)啟動，可以提供基本的硬件驅(qū)動程序，以及提供系統(tǒng)管理員和開發(fā)人員的基本命令行界面。U-Boot的應(yīng)用可以極大地提高嵌入式系統(tǒng)的靈活性和可靠性，為嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用提供了更多的可能性。

　　1 U-Boot簡介
　　U-Boot，全稱 Universal Boot Loader，是遵循GPL條款的開放源碼項目。從FADSROM、8xxROM、PPCBOOT逐步發(fā)展演化而來。其源碼目錄、編譯形式與Linux內(nèi)核很相似，事實上，不少U-Boot源碼就是相應(yīng)的Linux內(nèi)核源程序的簡化，尤其是一些設(shè)備的驅(qū)動程序，這從U-Boot源碼的注釋中能體現(xiàn)這一點。但是U-Boot不僅僅支持嵌入式Linux系統(tǒng)的引導(dǎo)，當(dāng)前，它還支持NetBSD, VxWorks, QNX, RTEMS, ARTOS, LynxOS嵌入式操作系統(tǒng)。其目前要支持的目標(biāo)操作系統(tǒng)是OpenBSD, NetBSD, FreeBSD,4.4BSD, Linux, SVR4, Esix, Solaris, Irix, SCO, Dell, NCR, VxWorks, LynxOS, pSOS, QNX, RTEMS, ARTOS。這是U-Boot中Universal的一層含義，另外一層含義則是U-Boot除了支持PowerPC系列的處理器外，還能支持MIPS、 x86、ARM、NIOS、XScale等諸多常用系列的處理器。這兩個特點正是U-Boot項目的開發(fā)目標(biāo)，即支持盡可能多的嵌入式處理器和嵌入式操作系統(tǒng)。就目前來看，U-Boot對PowerPC系列處理器支持最為豐富，對Linux的支持最完善。其它系列的處理器和操作系統(tǒng)基本是在2002年11 月PPCBOOT改名為U-Boot后逐步擴充的。從PPCBOOT向U-Boot的順利過渡，很大程度上歸功于U-Boot的維護人德國DENX軟件工程中心Wolfgang Denk[以下簡稱W.D]本人精湛專業(yè)水平和持著不懈的努力。當(dāng)前，U-Boot項目正在他的領(lǐng)軍之下，眾多有志于開放源碼BOOT LOADER移植工作的嵌入式開發(fā)人員正如火如荼地將各個不同系列嵌入式處理器的移植工作不斷展開和深入，以支持更多的嵌入式操作系統(tǒng)的裝載與引導(dǎo)。
　　選擇U-Boot的理由：
　　① 開放源碼；
　�、� 支持多種嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核，如Linux、NetBSD, VxWorks, QNX, RTEMS, ARTOS, LynxOS；
　�、� 支持多個處理器系列，如PowerPC、ARM、x86、MIPS、XScale；
　�、� 較高的可靠性和穩(wěn)定性；
　�、� 較高的可靠性和穩(wěn)定性；
　�、� 高度靈活的功能設(shè)置，適合U-Boot調(diào)試、操作系統(tǒng)不同引導(dǎo)要求、產(chǎn)品發(fā)布等；
　�、� 豐富的設(shè)備驅(qū)動源碼，如串口、以太網(wǎng)、SDRAM、FLASH、LCD、NVRAM、EEPROM、RTC、鍵盤等；
　�、� 較為豐富的開發(fā)調(diào)試文檔與強大的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持；
　　2 U-Boot主要目錄結(jié)構(gòu)
　　* board 目標(biāo)板相關(guān)文件，主要包含SDRAM、FLASH驅(qū)動；
　　* common 獨立于處理器體系結(jié)構(gòu)的通用代碼，如內(nèi)存大小探測與故障檢測；
　　* cpu 與處理器相關(guān)的文件。如mpc8xx子目錄下含串口、網(wǎng)口、LCD驅(qū)動及中斷初始化等文件；
　　* driver 通用設(shè)備驅(qū)動，如CFI FLASH驅(qū)動(目前對INTEL FLASH支持較好)
　　* doc U-Boot的說明文檔；
　　* examples可在U-Boot下運行的示例程序；如hello_world.c,timer.c；
　　* include U-Boot頭文件；尤其configs子目錄下與目標(biāo)板相關(guān)的配置頭文件是移植過程中經(jīng)常要修改的文件；
　　* lib_xxx 處理器體系相關(guān)的文件，如lib_ppc, lib_arm目錄分別包含與PowerPC、ARM體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的文件；
　　* net 與網(wǎng)絡(luò)功能相關(guān)的文件目錄，如bootp,nfs,tftp；
　　* post 上電自檢文件目錄。尚有待于進(jìn)一步完善；
　　* rtc RTC驅(qū)動程序；
　　* tools 用于創(chuàng)建U-Boot S-RECORD和BIN鏡像文件的工具；
　　3 U-Boot支持的主要功能
　　U-Boot可支持的主要功能列表
　　* 系統(tǒng)引導(dǎo) 支持NFS掛載、RAMDISK(壓縮或非壓縮)形式的根文件系統(tǒng)
　　* 支持NFS掛載、從FLASH中引導(dǎo)壓縮或非壓縮系統(tǒng)內(nèi)核；
　　* 基本輔助功能強大的操作系統(tǒng)接口功能；可靈活設(shè)置、傳遞多個關(guān)鍵參數(shù)給操作系統(tǒng)，適合系統(tǒng)在不同開發(fā)階段的調(diào)試要求與產(chǎn)品發(fā)布，尤
　　* Linux支持最為強勁；
　　* 支持目標(biāo)板環(huán)境參數(shù)多種存儲方式，如FLASH、NVRAM、EEPROM；
　　* CRC32校驗，可校驗FLASH中內(nèi)核、RAMDISK鏡像文件是否完好；
　　* 設(shè)備驅(qū)動串口、SDRAM、FLASH、以太網(wǎng)、LCD、NVRAM、EEPROM、鍵盤、USB、PCMCIA、PCI、RTC等驅(qū)動支持；
　　* 上電自檢功能 SDRAM、FLASH大小自動檢測；SDRAM故障檢測；CPU型號；
　　* 特殊功能 XIP內(nèi)核引導(dǎo)；

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