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摘要
隨著移動(dòng)設(shè)備的流行和發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)成為一個(gè)熱點(diǎn)。它并不是最近出現(xiàn)的新技術(shù)，只是隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，微控制芯片功能越來(lái)越大，而嵌入微控制芯片的設(shè)備和系統(tǒng)越來(lái)越多，從而使得這種技術(shù)越來(lái)越引人注目。它對(duì)軟硬件的體積大小、成本、功耗和可靠性都提出了嚴(yán)格的要求。嵌入式系統(tǒng)的功能越來(lái)越強(qiáng)大，實(shí)現(xiàn)也越來(lái)越復(fù)雜，隨之出現(xiàn)的就是可靠性大大降低。最近的一種趨勢(shì)是一個(gè)功能強(qiáng)大的嵌入式系統(tǒng)通常需要一種操作系統(tǒng)來(lái)給予支持，這種操作系統(tǒng)是已經(jīng)成熟并且穩(wěn)定的，可以是嵌入式的Linux，WINCE等等。
相應(yīng)地，這也給處理器提出了要求。當(dāng)今，眾多的半導(dǎo)體廠(chǎng)商都生產(chǎn)基于ARM體系結(jié)構(gòu)的通用微處理芯片，ARM技術(shù)已經(jīng)在當(dāng)今的嵌入式微處理器領(lǐng)域中占據(jù)了它的領(lǐng)先地位。究其原因，它的精簡(jiǎn)指令構(gòu)架為主又不放棄與復(fù)雜指令平衡的設(shè)計(jì)，使得在獲得高性能的同時(shí)又能做到低功耗。
本文所要研究的就是基于ARM嵌入式系統(tǒng)通用bootloader的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。Bootloader是嵌入式系統(tǒng)中執(zhí)行在內(nèi)核操作系統(tǒng)前的一段代碼，它的基本作用就是加載內(nèi)核鏡像。
在實(shí)踐平臺(tái)上，本課題硬件上采用了Intel Xscale系列的PXA255作為處理器，Xscale核心是與ARM V5TE構(gòu)架兼容的，因此具有一定的代表性，并以此來(lái)搭建課題的硬件實(shí)踐平臺(tái)，軟件上以L(fǎng)inux作為操作系統(tǒng)。而在具體的實(shí)現(xiàn)上目標(biāo)是除了實(shí)現(xiàn)bootloader的基本功能外，還將它實(shí)現(xiàn)成一個(gè)更加復(fù)雜的系統(tǒng)，即增加對(duì)硬件電路板的支持，以方便開(kāi)發(fā)人員進(jìn)行調(diào)試以及開(kāi)發(fā)。因此，本文重點(diǎn)闡述了實(shí)踐上具體的設(shè)計(jì)，具體的實(shí)現(xiàn)以及簡(jiǎn)單評(píng)估了它的作用。最后，對(duì)實(shí)現(xiàn)的bootloader進(jìn)行了擴(kuò)展：即在闡明ARM嵌入式系統(tǒng)中bootloader的一些共同點(diǎn)之后，介紹了如何對(duì)其他ARM系統(tǒng)進(jìn)行移植，以做到通用性。

目錄
摘要 I
目錄 II
緒言 １
1. 研究背景 １
2. 主要研究工作 １
3. 主要內(nèi)容 ２
第一章 ARM簡(jiǎn)介 ３
1.1 ARM 簡(jiǎn)介 ３
1.1.1 ARM處理器介紹 ３
1.2 ARM處理器的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn) ６
1.2.1 RISC指令集 ６
1.2.2 低功耗 ７
第二章 ARM體系結(jié)構(gòu)介紹 ９
2.1 ARM core描述 ９
2.2 編程模型介紹 １１
2.2.1 ARM處理器模式 １１
2.2.2 ARM寄存器組介紹 １１
2.2.3 ARM存儲(chǔ)系統(tǒng) １３
2.2.4 ARM指令集介紹 １４
2.2.5 ARM體系的異常中斷 １５
2.3 ARM最小系統(tǒng)描述 １６
2.4 Intel Xscale系統(tǒng)構(gòu)架 １７
2.4.1 PXA255介紹 １９
第三章 Bootloader的概念 ２１
3.1 Bootloader的基本概念 ２１
3.2 Bootloader的操作模式 ２２
3.3 Bootloader的概念擴(kuò)展 ２２
3.4 ARM Bootloader的共性 ２２
第四章 Bootloader的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ２４
4.1 課題研究的平臺(tái)環(huán)境 ２４
4.1.1 硬件平臺(tái) ２４
4.1.2 軟件環(huán)境以及軟件開(kāi)發(fā)工具 ２５
4.2 Bootloader的總體設(shè)計(jì) ２５
4.2.1 階段設(shè)計(jì) ２５
4.2.2 地址規(guī)劃設(shè)計(jì) ２６
4.2.3 模式設(shè)計(jì) ２７
4.3 Bootloader的具體實(shí)現(xiàn) ２８
4.3.1 階段1的代碼實(shí)現(xiàn) ２８
4.3.2 階段2的代碼實(shí)現(xiàn) ３１
4.3.3 代碼的編譯 ３８
4.3.4 目標(biāo)文件的鏈接與轉(zhuǎn)換 ３９
4.4 代碼組織結(jié)構(gòu) ４５
4.5 使用操作 ４６
第五章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與測(cè)評(píng) ４８
5.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ４８
5.1.1 基本功能的實(shí)現(xiàn)結(jié)果 ４８
5.1.2 擴(kuò)展功能的實(shí)現(xiàn)結(jié)果 ４９
5.2 程序性能 ５０
5.2.1 擴(kuò)展功能的功能性測(cè)試數(shù)據(jù) ５０
5.2.2 程序的可移植性 ５０
第六章 總結(jié)與展望 ５２

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng) ARM Bootload

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