WindowsCE BootLoader设计与移植解析

"基于WindowsCE的BootLoader架构设计与移植 (2012年)，作者：陈才，马连伟" BootLoader是嵌入式系统开发中的核心组件，它负责初始化硬件环境，加载操作系统内核，并将控制权交给操作系统。在Windows CE这样的微软嵌入式操作系统中，BootLoader通常被称为Eboot。本文主要探讨了Eboot的软件架构、各模块功能以及源代码级的启动运行流程，并详细阐述了如何将Eboot移植到新的嵌入式硬件平台上的步骤和注意事项。 Eboot的软件整体架构分为多个层次和模块，每个模块都有特定的任务。一般来说，这些模块包括： 1. **硬件初始化**：Eboot首先要进行基本的硬件初始化，如CPU、内存控制器、时钟、中断控制器等，确保系统能够正常运行。 2. **存储设备驱动**：Eboot需要识别并初始化系统中的存储设备，如Flash、SD卡或硬盘，以便从中加载操作系统映像。 3. **文件系统支持**：为了读取操作系统内核文件，Eboot通常需要支持某种文件系统，如FAT或NAND。 4. **加载器**：Eboot的加载器模块负责从存储设备读取Windows CE内核，并将其加载到内存中合适的地址。 5. **引导协议**：Eboot可能需要支持不同的引导协议，如串行加载、网络加载或通过USB设备加载内核。 6. **用户交互**：Eboot通常提供一个简单的命令行接口，允许用户进行基本的系统管理和故障排查。 在源代码级，Eboot的启动运行流程大致包括： 1. **上电自检（POST）**：检测系统硬件是否正常。 2. **初始化基本外设**：如时钟、内存等。 3. **设置堆栈和中断处理**：创建初始的执行环境。 4. **加载存储驱动**：识别和初始化存储设备。 5. **加载文件系统驱动**：使能对内含Windows CE映像的文件系统的访问。 6. **读取内核**：根据引导协议从存储设备加载内核到内存。 7. **跳转到内核**：将控制权传递给Windows CE内核。 移植Eboot到新的嵌入式系统主要包括以下步骤： 1. **硬件兼容性分析**：研究新硬件平台的特性，确定Eboot需要支持的新硬件模块。 2. **编写或修改驱动程序**：针对新硬件编写或修改Eboot中的硬件初始化和驱动代码。 3. **适配文件系统**：如果新硬件使用不同的存储设备或文件系统，需修改相应的代码。 4. **调整内存映射**：根据新硬件的内存布局调整Eboot的内存管理部分。 5. **调试和测试**：在目标硬件上运行Eboot，进行功能验证和性能优化。 移植过程中可能会遇到的难点和需要注意的问题： 1. **硬件差异**：不同硬件平台的特性差异可能导致Eboot需要大量定制。 2. **兼容性问题**：新硬件可能不完全兼容Windows CE的规范，需要额外的工作来解决。 3. **内存限制**：嵌入式系统往往内存有限，需要精巧地管理内存分配。 4. **调试困难**：目标硬件可能没有标准的调试工具，需要采用特殊的调试方法。 5. **性能优化**：为确保Eboot在新平台上高效运行，可能需要对代码进行性能优化。 BootLoader的移植是一项复杂而细致的工作，需要对硬件平台、操作系统内核以及引导流程有深入理解。在Windows CE环境下，Eboot的移植涉及到多个层面的适配和修改，对于开发者来说既是挑战也是技术积累的过程。