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1、关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生 在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留 送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文。学校可以公布论文的全部或部分内容， 可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合 学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。 ( 保密的论文在解密后遵守此规定) 本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。 本人签名：盈应拉 导师签名： 日规红坞乙丝 近年来，随着信息与通讯产业的发展，嵌入式设备已经越来越多的应用在人 们的工作和生活中。嵌入式系统开发
2、的一个重要环节是引导装载( B o o t l o a d e r ) 模 块的开发，它依赖于处理器的体系结构和硬件平台。B o o t l o a d c r 的主要功能是引导 加载操作系统内核。因此，作为嵌入式系统的重要组成部分，对它的研究和实现 无疑具有重要的经济效益和现实意义。 本文设计实现了基于M I P S 体系结构的B o o t l o a d c r 。在理论知识上，通过对 U - b o o t 这一通用B o o t l o a d c r 的研究，归纳出B o o t l o a d c r 的整体结构，并对B o o t l o a d e r 的操作模式、程序代码进
3、行了分析，除了实现B o o t l o a d c r 的基本功能外，还针对 基于O C T E O NC N 5 2 3 0 处理器的开发平台A X 5 4 M S B 完成了更为复杂的系统，其 中包括两种模式的切换，增加了部分硬件的支持，如N o r 型闪存( N o rH a s h ) 的 驱动。通过擦写N o rF l a s h 来更新B o o t l o a d c r 版本和改写环境变量。最后，对所实 现的B o o t l o a d c r 进行了功能和性能的评估。实验结果表明，本文所设计的B o o t l o a d e l “ 能够在基于M I P S 体系结构的
4、硬件平台上稳定运行。 关键词：M I P S 处理器引导装载U b o o tN o r 型闪存 L _ 一 p l a t f o r mA X 5 4 M S Bf i n i s h e dm o r ec o m p l e xs y s t e m I n c l u d i n gs w i t c h e sb e t w e e nt w o m o d e l sa n ds u p p o r t i n gf o ra d d i t i o n a lh a r d w a r em o d u l e s ，s u c ha sN o rF l a s he r a
5、s ea n d w r i t t e no p e r a t i o n T h r o u g hg l “ a s ea n dw r i t eN o rF l a s ht ou p d a t et h eB o o t l o a d c rv e r s i o n a n de n v i r o n m e n tv a r i a b l e s F i n a l l y , t h i st h e s i st e s t sb o o t l o a d e ri nA X 5 4 M S Be v a l u a t i o n b o a r d E x
6、p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o wt h a tt h eB o o t l o a d e rc a ns t a b l yr u ni nh a r d w a r e p l a t f o r m K e y w o r d ：M I P Sp r o c e s s o rB o o t l o a d e rU - b o o tN o rF l a s h 厂 目录 第一章绪论1 1 1 项目背景1 1 2 项目来源，2 1 3 国内外相关技术状况及前人成果2 1 4 论文完成的主要工作及内容安排4 第二章M I P S 简介5 2
7、1M I P S 处理器与指令特性5 2 2M I P S 体系结构5 2 2 1 五级流水线5 2 2 2M I P SC P U 地址空间o 6 2 3M I P S 架构中的通用寄存器8 第三章B o o t l o a d e l “ 的功能和结构分析一1 1 3 1B o o t l o a d e r 总体描述1 l 3 1 1B o o t l o a d e r 的实现功能1 l 3 1 2B o o t l o a d e l “ 启动过程1 2 3 1 3B o o t l o a d e r 的操作模式1 2 3 2U 舢o t 功能与结构分析1 3 3 2 1U - b
8、 o o t 的功能及加电启动1 3 3 2 2U - b o o t 的软件架构框架分析1 3 3 2 3U - b o o t 支持的主要功能1 5 3 2 4U - b o o t 的一般体系结构1 6 3 2 5U - b o o t 的内存分布1 6 3 3 本章小结1 7 第四章基于M I P S 的B o o t l o a d e r 的设计1 9 4 1 基于A X 5 4 M S B 硬件平台的B o o t l o a d e r 方案19 4 1 1 开发平台A X 5 4 M S B 介绍1 9 4 1 2B o o t l o a d e r 方案的选定2 l 4
9、2B o o t l o a d e r 的总体设计2 l 4 2 1B o o t l o a d e r 功能需求分析2 2 4 2 2B o o t l o a d e r 实现方法2 3 4 2 3B o o t l o a d e r 阶段设计2 3 4 2 4B o o t l o a d e r 模式设计2 4 4 3N o r 型闪存驱动模块设计2 5 4 3 1N o rF l a s h 存储器介绍2 6 4 3 2N o rF l a s h 擦写状态检测2 6 4 3 3N o rF l a s h 基本操作设计2 7 4 4 本章小结3 0 第五章基于M I P S
10、的B o o f l o a d e r 的实现小：31 5 1 基本功能的实现3 l 5 1 1B o o f l o a d e r 中关键的数据结构。3 l 5 1 2B o o t l o a d e r 基本功能实现。3 4 5 2 扩展功能的实现4 l 5 2 1N o rF l a s h 驱动模块实现4 1 5 2 2 两种模式切换的实现4 4 5 2 3B o o t l o a d e r 命令添加：4 5 5 2 4 记录系统的重启次数4 6 5 3B o o t l o a d e r 的烧录过程4 7 5 3 1 首次烧录B o o t l o a d e r 到F
11、l a s h 芯片。4 7 5 3 2 通过网口或串口升级F l a s h 芯片中的B o o t l o a d e r 版本4 7 5 4 本章小结4 9 第六章B o o t l o a d e r 运行及测试5l 6 1B o o t l o a d e r 测试结果5 l 6 1 1B o o t l o a d e r 基本功能测试5 2 6 1 2B o o t l o a d e r 扩展功能测试5 5 6 1 3B o o t l o a d e r 性能测试5 6 第七章总结与展望5 7 7 1 实现现状和成果5 7 7 2 后续工作与展望5 8 致谢。5 9 参考文献。6 l 第一章绪论 第一章绪论 1 1 项目背景 当今时代，随着网络技术的完善、信息化进程的推进、电信运营业阿发展， 信息产业市场得到不断的扩展，使得各种功能的嵌入式网络设备应有尽有，嵌入 式系统成为一个以应用为中心的新的发展方向。嵌入式系统是以计算机技术为基 础，通过软硬件可裁剪来适应系统对功能、成本、体积、功耗以及可靠性的要求， 由于它自身灵活多变的特点以及相关技术的不断发展，使其广泛应用到网络、信 息终端、航天航空、手机通信
