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1、 滨江学院本科毕业论文（设计）手册( 2011届) 题 目： 基于ARM7的bootloader移植和设计 学 院： 信息技术学院 专 业： 计算机科学与技术 学 号： 20072140230 姓 名： 邵林军 指导老师： 吴元华 职称： 合作老师： 职称： 成 绩： 浙江中医药大学教务处制学位论文原创性声明兹呈交的学位论文，是本人在指导老师指导下独立完成的研究成果。本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果，均在文中以明确方式标明。本人依法享有和承担由此论文而产生的权利和责任。声明人（签名）：年 月 日手册目录（一）本科毕业论文(设计)正文3（二）本科毕业论文(设计)任务书38（三）本科
2、毕业论文(设计)开题报告40（四）本科毕业论文(设计)文献综述46（五）本科毕业论文(设计)外文翻译50（六）本科毕业论文(设计)指导记录76（七）本科毕业论文(设计)中期检查表79（八）本科毕业论文(设计)答辩资格审查表80（九）本科毕业论文(设计)答辩记录81（十）本科毕业论文(设计)成绩评定书83（十一）本科毕业论文(设计)作品(实物)验收表84滨江学院本科生毕业论文（设计）ARM7TDMI的bootloader程序设计 姓 名： 邵林军 指导老师： 吴元华 合作老师： 无 专 业：计算机科学与技术 提交日期： 2011年1月15日 目 录中文摘要5英文摘要61 引言71.1课题背景71
3、.2 课题研究的目的和意义91.3 Bootloader的研究现状92 BootLoader的功能分析102.1 BootLoader通用设计模型102.1.1 BootLoader的概念112.1.2 BootLoader的功能132.1.3 BootLoader的典型结构框架132.2 U-boot的分析152.2.1 U-boot的特点152.2.2 U-Boot的文件结构162.2.3 U-boot启动流程分析173 系统开发环境243.1 BootLoader开发的硬件环境243.2 BootLoader开发的软件环境253.2.1 交叉编译环境253.2.2 windows环境下编
4、译、调试软件264 BootLoader的设计与实现264.1 功能需求分析264.3 BootLoader的移植准备264.3.1 硬件资源分析264.3.2 存储空间地址规划274.4 BootLoder移植中的关键问题294.4.1 处理器异常294.4.2 GPIO设置294.4.3 内存初始化294.5.2 具体修改操作314.6 编译U-boot335总结34注释35参考文献36致 谢37 ARM7TDMI的bootloader程序设计邵林军指导老师：吴元华 （浙江中医药大学滨江学院，杭州，浙江 310053）摘 要：随着嵌入式系统应用开发的深入，它对软硬件的体积大小、成本、功耗和
5、可靠性都提出了严格的要求。嵌入式系统的功能越来越强大，实现也越来越复杂。一个功能强大的嵌入式系统通常需要操作系统的支持，并且这种操作系统是成熟稳定的，比较常见的有VxWorks、Window CE、C/OS-、Linux等。而嵌入式启动模块（BootLoader）是嵌入式系统中在操作系统内核前执行的一段代码，它的基本作用就是引导和加载操作系统的内核映像。因此，作为操作嵌入式软件的重要组成部分，对它的研究和实现无疑具有重要的参考价值。本课题的研究就是基于S3C44B0的嵌入式BootLoader的设计与实现。在理论上，通过对U-boot这一通用BootLoader的研究，归纳出一个BootLoa
6、der的总体结构，对BootLoader的地址规划、模式、程序代码等进行了分析，对设计环境的搭建和下载等过程做了比较深入地了解，并针对基于S3C44B0处理器的开发板EV44B0，对U-boot进行了移植实践，实现u-boot在开发板EV44B0上运行。关键词：嵌入式系统；ARM；BootLoader；U-bootDesign and Realization of BootLoader Based on S3C44B0shaolinjunDirector：wuyuanhua （Binjiang College, Zhejiang Chinese Medical University, Hang
7、zhou, China, 310053）With the development of embedded system, it puts forward strict demands to the size, cost, consumption and dependability of software and hardware, A powerful embedded system usually needs an operating system to be supported. This operating system which has been already steady cou
8、ld be embedded VxWorks, WinCE, C/OS-, Linux etc. BootLoader as a section of codes carries out in embedded system before the loading of operating system kernel. Its basic function is to boot and load the kernel mirror image. As the important ingredient of the embedded software, bootloader is signific
9、ant to be researched and accomplished.This thesis expounds the design and realization of bootloader based on S3C44B0. Intheory, it includes the general structure via the research of a universal bootloader and conducts an analysis to bootloaders address layout, mode, program code and so on. The thesi
10、s also discusses how to build the developing environment of bootloader and how to download it. In practice, it implements a bootloader which is convenient for developers to debug and develop program. This thesis tests bootloader in EV44B0 evaluation board.Key Words： embedded system; ARM; bootloader;
11、 U-boot1 引言1.1课题背景嵌入式系统（Embedded System）是继IT网络技术后，又一个新的技术发展方向。随着计算机科学技术特别是微处理器技术的快速发展，计算机的运算速度越来越快、存储容量越来越大、体积越来越小、成本也日渐降低而性能却越来越高。这就为把计算机技术应用到各个领域，以及嵌入到各种设备、装置、产品和系统中奠定了必要的技术基础，这一切都预示着一场革命，计算机将继续向微型化和嵌入化发展，更广泛的应用到人们的日常工作、生活和娱乐等各个方面。互联网在过去10年得到了空前的发展，嵌入式终端如手机作物互联网的终端之一连入了互联网，占据了现在互联网中很大一部分的联网终端。而作为互
12、联网延伸的物联网，温总理提出了“感知中国”的口号。物联网是指将各种信息传感设备，如射频（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。其目的，是让所有的物品都与网络连接在一起，方便识别和管理。它其实就是将原本与网络无关，但与我们的生活息息相关的万事万物都装上传感器，然后与现有互联网连接，让人们可以更直接地去控制和管理这些事物，以方便和促进我们的生活、生产乃至整个社会的发展。传感器与互联网连接需要通过特定的嵌入式设备，传感器的实时监控和管理需要嵌入式设备，因而嵌入式系统的需求量也是非常大的。嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础，软硬件可裁
13、剪，能满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等指标有严格要求的专用计算机系统。它主要有嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成，是集软硬件与一体的可独立工作的器件。换句话说，嵌入式系统就是一个计算机硬件和软件的结合体，有时还包括其它一些组成部分，它是为了完成某种特定的功能而设计的，可以实现对其它设备的控制、监视或管理等功能。嵌入式系统通常由嵌入式处理器、嵌入式外围设备、嵌入式操作系统和嵌入式应用软件等几大部分组成。1.嵌入式处理器 嵌入式处理器是嵌入式系统的核心部件。嵌入式处理器与通用处理器的最大不同点在与嵌入式CPU大多工作在特定用户群设计的系统中。它通常把通用C
14、PU中许多板卡完成的任务集成到芯片内部，从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化，并且具有高效率、高可靠性等特征。嵌入式处理器可分为嵌入式微控制器（Micro Controller Unit，MCU）、嵌入式微处理器（Embedded Micro Processor Unit，EMPU）、常用于计算机通讯领域的嵌入式DSP处理器（Embedded Digital Signal Processor，EDSP）和高度集成的嵌入式片上系统（System On Chip，SOC）。几乎每个大的硬件厂商都推出了自己的嵌入式处理器，因而现在市面上有1000多种嵌入式处理器芯片，其中以ARM、PowerPC、MIPS等使用最为广泛。2.嵌入式外围设备 嵌入式外围设备是在一个嵌入式硬件系统中，除了中心控制部件（MCU、DSP、EMPU，SOC）以外的完成存储、通信、保护、调试、显示等辅助功能的其他部件。根据外围设备的功能可以分为以下3类：存储器：静态易失型存储器（RAM和SRAM）、动态存储器（DRAM）、非易失
