ARM Bootloader启动详解：前4K加载与NAND/NOR启动差异

"本文主要探讨了bootloader的启动过程，特别是前4K加载阶段，以及NAND和NOR闪存的启动区别。Bootloader分为两个阶段，第一阶段负责初始化硬件，复制第二阶段到RAM，设置堆栈并跳转执行。第二阶段则进一步初始化硬件，检测内存映射，加载内核和文件系统。对于只使用NAND Flash没有NOR Flash的系统，bootloader是必要的，因为它允许程序从RAM中运行。" 在嵌入式系统中，bootloader扮演着至关重要的角色，它是系统启动的第一步。当处理器上电或复位后，通常会从预设的地址开始执行代码，这个预设地址通常是ROM或Flash中的前4K代码。这部分代码被称为引导加载器的第一阶段。 在第一阶段，bootloader主要任务包括： 1. 初始化基本硬件：如屏蔽中断，设置CPU速度和时钟频率，初始化RAM控制器，点亮或关闭LED，关闭CPU的指令和数据Cache。 2. 准备第二阶段所需的RAM空间：根据第二阶段代码和堆栈的大小，在RAM中分配足够的空间。 3. 复制第二阶段代码：从存储设备（如NAND或NOR Flash）复制第二阶段代码到RAM中，并确定起始和结束地址。 4. 设置堆栈指针SP：为C语言程序执行做好准备。 5. 跳转执行：转移到第二阶段的入口地址执行。 第二阶段，bootloader会继续更复杂的初始化工作，如初始化串口用于输出信息，检测系统内存映射（可能涉及MMU的配置），加载内核和文件系统到RAM，并为内核设置启动参数，最终调用内核启动操作系统。 如果直接运行像UCOS这样的实时操作系统，而不通过bootloader，UCOS的执行会直接在Flash中开始。但通常，为了提高效率和可靠性，会复制整个UCOS到RAM中执行。在没有NOR Flash的情况下，只有NAND Flash，bootloader仍然是必要的，因为它能将程序从不能直接执行的NAND Flash移动到RAM中。尽管NAND Flash容量较大，适合存储大量数据，但UCOS这样的小型操作系统更适合于NOR Flash或RAM中运行，因为它们的启动速度更快，访问效率更高。在实际产品设计中，考虑到成本和性能平衡，选择适当的启动策略和存储设备至关重要。