ARM课程第一部分:最小Bootloader实现与源代码解析
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更新于2024-08-01
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"最小bootloader的实现,包括硬件初始化、Bootloader Shell命令、文件结构、流程及设计思想、测试条件及结果。"
本文档详细介绍了如何实现一个最小的Bootloader,该Bootloader专为ARM架构设计,适用于教学目的。整个ARM课程分为三部分,而这个Bootloader是第一部分的内容。其主要目标是实现一个基本的功能集,包括硬件初始化、用户交互以及加载操作系统。
1. 实现功能:
- 硬件初始化:Bootloader首先会进行必要的硬件初始化,这可能包括设置内存控制器、时钟、外设接口等。
- 加载判断:在初始化之后,Bootloader会有一个延时过程,期间检测是否有用户输入。如果无输入,它将加载操作系统;如果有输入,则进入Bootloader Shell。
- 加载操作系统:Bootloader会从Nand Flash的特定位置加载操作系统到SDRAM中执行。
- Bootloader Shell:提供了一组命令行工具,用户可以执行各种功能,如控制LED、测试蜂鸣器、数码管等。
2. Bootloader Shell命令:
- help:显示可用命令及使用说明。
- loadx:下载文件到指定内存位置,默认为0x32000000。
- led_on/led_off:控制LED灯的开和关。
- led_test:测试所有LED灯,循环亮灭3次。
- beep_test:测试蜂鸣器,发出3声响。
- seg7_test:测试7段数码管。
- dip4_test:测试4位拨码开关。
- flash_load/flash_write:在NandFlash与SDRAM之间移动数据。
- GO:跳转到指定地址执行程序。
3. 文件结构:
- start.s:程序入口,负责硬件初始化和Bootloader自我复制。
- uart.c/h:串口驱动实现。
- load.c:处理加载或进入Shell的逻辑。
- stdlib/h/c,stdio/h/c:实现标准库和输入输出功能。
- shell.c/h:实现Shell命令解析。
- dip4.h/c,seg7.h/c:拨码开关和7段数码管的底层函数。
- copy_myself.c,nan.h:NandFlash操作函数。
- xmodem.h/c:XModem协议实现。
- Datatype.h:数据类型定义。
- os/os.c:模拟操作系统的代码。
- Makefile:构建脚本。
4. 测试流程及设计思想:
- 硬件初始化和Bootloader自我搬移是启动过程的关键步骤。
- Bootloader等待用户输入,根据输入决定加载OS或进入命令模式。
- 使用自定义的库函数解析和执行用户命令,通过结构体映射命令和函数。
5. 测试条件与结果:
- 在超级终端中,用户可以观察到Bootloader的运行状态,例如LED灯、蜂鸣器、数码管的响应,以及文件加载和执行的效果。
这个Bootloader的实现是一个基础的嵌入式系统开发案例,涵盖了硬件初始化、用户交互、文件传输和系统加载等多个关键环节,是学习嵌入式系统和Bootloader设计的实用教材。
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2021-10-29 上传
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