U-Boot

詞語(yǔ)解釋

U-Boot是一種開(kāi)源的嵌入式啟動(dòng)程序，也被稱(chēng)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(dòng)和控制硬件。U-Boot可以在多種硬件平臺(tái)上運(yùn)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(chǔ)介質(zhì)，如Flash、NAND、SD卡等，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)，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(dòng)操作系統(tǒng)，它可以從存儲(chǔ)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(dòng)過(guò)程。U-Boot還可以提供基本的硬件驅(qū)動(dòng)程序，以便操作系統(tǒng)可以正確識(shí)別和使用硬件設(shè)備，以及提供系統(tǒng)管理員和開(kāi)發(fā)人員的基本命令行界面，以便在系統(tǒng)啟動(dòng)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(dòng)和控制多種嵌入式系統(tǒng)，如智能家居、工業(yè)控制、汽車(chē)電子、移動(dòng)終端等，可以支持多種處理器架構(gòu)和多種存儲(chǔ)介質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)，可以提供基本的硬件驅(qū)動(dòng)程序，以及提供系統(tǒng)管理員和開(kāi)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(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供了更多的可能性。

　　1 U-Boot簡(jiǎn)介
　　U-Boot，全稱(chēng) Universal Boot Loader，是遵循GPL條款的開(kāi)放源碼項(xiàng)目。從FADSROM、8xxROM、PPCBOOT逐步發(fā)展演化而來(lái)。其源碼目錄、編譯形式與Linux內(nèi)核很相似，事實(shí)上，不少U-Boot源碼就是相應(yīng)的Linux內(nèi)核源程序的簡(jiǎn)化，尤其是一些設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，這從U-Boot源碼的注釋中能體現(xiàn)這一點(diǎn)。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(gè)特點(diǎn)正是U-Boot項(xiàng)目的開(kāi)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(lái)看，U-Boot對(duì)PowerPC系列處理器支持最為豐富，對(duì)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(kuò)充的。從PPCBOOT向U-Boot的順利過(guò)渡，很大程度上歸功于U-Boot的維護(hù)人德國(guó)DENX軟件工程中心Wolfgang Denk[以下簡(jiǎn)稱(chēng)W.D]本人精湛專(zhuān)業(yè)水平和持著不懈的努力。當(dāng)前，U-Boot項(xiàng)目正在他的領(lǐng)軍之下，眾多有志于開(kāi)放源碼BOOT LOADER移植工作的嵌入式開(kāi)發(fā)人員正如火如荼地將各個(gè)不同系列嵌入式處理器的移植工作不斷展開(kāi)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(kāi)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；
　　③ 支持多個(gè)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(dòng)源碼，如串口、以太網(wǎng)、SDRAM、FLASH、LCD、NVRAM、EEPROM、RTC、鍵盤(pán)等；
　�、� 較為豐富的開(kāi)發(fā)調(diào)試文檔與強(qiáng)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(dòng)；
　　* common 獨(dú)立于處理器體系結(jié)構(gòu)的通用代碼，如內(nèi)存大小探測(cè)與故障檢測(cè)；
　　* 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(dòng)及中斷初始化等文件；
　　* driver 通用設(shè)備驅(qū)動(dòng)，如CFI FLASH驅(qū)動(dòng)(目前對(duì)INTEL FLASH支持較好)
　　* doc U-Boot的說(shuō)明文檔；
　　* examples可在U-Boot下運(yùn)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(guò)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(dòng)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(qiáng)大的操作系統(tǒng)接口功能；可靈活設(shè)置、傳遞多個(gè)關(guān)鍵參數(shù)給操作系統(tǒng)，適合系統(tǒng)在不同開(kāi)發(fā)階段的調(diào)試要求與產(chǎn)品發(fā)布，尤
　　* Linux支持最為強(qiáng)勁；
　　* 支持目標(biāo)板環(huán)境參數(shù)多種存儲(chǔ)方式，如FLASH、NVRAM、EEPROM；
　　* CRC32校驗(yàn)，可校驗(yàn)FLASH中內(nèi)核、RAMDISK鏡像文件是否完好；
　　* 設(shè)備驅(qū)動(dòng) 串口、SDRAM、FLASH、以太網(wǎng)、LCD、NVRAM、EEPROM、鍵盤(pán)、USB、PCMCIA、PCI、RTC等驅(qū)動(dòng)支持；
　　* 上電自檢功能 SDRAM、FLASH大小自動(dòng)檢測(cè)；SDRAM故障檢測(cè)；CPU型號(hào)；
　　* 特殊功能 XIP內(nèi)核引導(dǎo)；

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