arm bootloader

长治学院

课程设计报告

课程名称： 嵌入式系统原理与应用技术

设计题目： Bootloader程序设计

系 别： 计算机系

专 业： 计算机科学与技术 组 别： 第7组（韩伟伟、王富涌） 学生姓名: 韩伟伟 学 号: 08407106 起止日期: 2011年12月15日 - 2011年12月22日 指导教师: 刘丽丽

目录

第一章 概述 ........................................... 1

1.1 课程设计名称 ................................................ 1 1.2 课程设计目的 ................................................ 1 1.3 要求 ...............................................

Bootloader代码的分析与设计

A M开发与应用 R文章编号： 0- O 1 8W ( 0

基于A M核的 B ol d r R o t a e代码的分析与设计 oT e ayiA d s O B ola e c d B sd A M oe h A l s D勺n o t d r e e O R C r n s n e f o o a n

(南学张宏财赵曾贻江大)Z a,oga Za, gi gH nci oZny hn h e摘要：olae是系统上电或复位后首先运行的一段代码，odae代码( Boo r d Bood r即启动代码)的好坏对整个系姚的运行效率有着

重要的影响，. tae代码与芯片的特性有着紧密的联系。本文根据用LC20 D (R DvoeSi) rBoo r old P21在A SA M epr e开发9境 el u t下进行嵌入式系统设计的实际经脸。总姑出基于A M T M内核的LC20处理器的Boodr R 7D I P21 olae代玛设计的详细涟程及其中的一些关健技术和代码

关祖词：R T M1 A M7 D核消D;odae代码；P 21 SB oodr L C 20中圈分类号 T 38 P 6. 1文献标识码： A

基于ARM嵌入式系统的通用bootloader的设计与实现

摘要

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期：

使用授权说明

本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名： 日 期：

I

摘要

摘要

随着移动设备的流行和发展，嵌入式系统已经成为

PixHawk下载与编译Bootloader文件

购买现成的飞控都是已经烧录好程序的，所以只连接地面站更新固件调试参数就可以了。但是自己根据官方开源方案设计的PCB就必须烧录引导程序芯片才可以正常工作。本文以PixHawk(PixFmu2.4.5)为例讲解。

一、 安装下载与编译软件PX4 Toolchain

1.1、 下载编译文件

进入官网http://www.pixhawk.com/dev/toolchain_installation_win下载最新安装程序，（这里是以windows操作系统为例，其它系统可以下载对应安装程序）如何下图：

右击目标另存为安装文件。

1.2、 安装编译文件

双击安装文件，根据提示安装软件，安装成功后在电脑程序栏处找到PX4 Toolchain （本例安装版本：px4_toolchain_installer_v14_win），此软件包含以下分支应用，HTerm,PX4 Console,PX4 Eclipse,PX4 Software Download,TeraTerm,Uninstall PX4.

二、 下载与编译Bootloader文件

2.1、打开下载软件PX4 Toolchain / PX4 Conso

一、填空题

1. 常见的ARM处理器内核有 ARM 7 、 ARM 9 和 ARM 11 等。 2. ARM处理器有两种状态，分别是 ARM 状态 和 Thumb 状态。

3. 按总线所传送的信息类型，总线分为 数据总线 、 地址总线 和 控制总线 。 4. ADS 是一套用来开发ARM 处理器应用系统的开发工具包，用户可以用ADS 编辑、编译和调试C、C++以及汇编程序。目前的版本为 ADSv1.2 。

5. 与逻辑运算规则：0 ? 0= 0 ；0 ? 1= 0 ； 1 ? 0= 0 ； 1 ? 1= 1 6. 或逻辑运算规则: 0 + 0= 0 ；0 +1= 1 ； 1 + 0= 1 ； 1 + 1= 1 将2进制转换为16进制：(10011100101101001000) B = 。 7.ARM 属于 RISC 架构。

8.ARM 指令集是 32 位宽，Thumb 指令集是 16 位宽。

9.ARM体系结构版本中V___4___版架构是目前应用最广的ARM体系架构，ARM7

一、ARM架构

ARM架构，过去称作进阶精简指令集机器（Advanced RISC Machine，更早称作：Acorn RISC Machine），是一个32位精简指令集（RISC）处理器架构，其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。由于节能的特点，ARM处理器非常适用于移动通讯领域，符合其主要设计目标为低耗电的特性。

ARM体系架构：

1、指令体系

ARM采用RISC（Reduced Instruction Set Computer，精简指令集计算机）结构优先选取使用频最高的简单指令，避免复杂指令；将指令长度固定，指令格式和寻址方式种类减少；以控制逻辑为主，不用或少用微码控制等 RISC具有以下特点：

1）、采用固定长度的指令格式，指令归整、简单、基本寻址方式有2～3种。 2）、使用单周期指令，便于流水线操作执行。 3）、大量使用寄存器，数据处理指令只对寄存器进行操作，只有加载/存储指令可以访问存储器，以提高指令的执行效率。

除此以外，ARM体系结构还采用了一些特别的技术，在保证高性能的前提下尽量缩小芯片的面积，并降低功耗：

4）、所有的指令都可根据前面的执行结果决定是否被执行，从而提高指令的执行效率。 5）、可用加载/存储指令批量传输数据，以

一、填空题

1. 常见的ARM处理器内核有 ARM 7 、 ARM 9 和 ARM 11 等。 2. ARM处理器有两种状态，分别是 ARM 状态 和 Thumb 状态。

3. 按总线所传送的信息类型，总线分为 数据总线 、 地址总线 和 控制总线 。 4. ADS 是一套用来开发ARM 处理器应用系统的开发工具包，用户可以用ADS 编辑、编译和调试C、C++以及汇编程序。目前的版本为 ADSv1.2 。

5. 与逻辑运算规则：0 ? 0= 0 ；0 ? 1= 0 ； 1 ? 0= 0 ； 1 ? 1= 1 6. 或逻辑运算规则: 0 + 0= 0 ；0 +1= 1 ； 1 + 0= 1 ； 1 + 1= 1 将2进制转换为16进制：(10011100101101001000) B = 。 7.ARM 属于 RISC 架构。

8.ARM 指令集是 32 位宽，Thumb 指令集是 16 位宽。

9.ARM体系结构版本中V___4___版架构是目前应用最广的ARM体系架构，ARM7

项目实践2：Bootloader 1. 项目介绍

在之前的例程和实践中，我们都是使用st-link调试下载的方式进行程序烧录。大家可能已经认识到这种烧录方式的弊端了。因为这种烧录方式首先必须要有以下几个工具或者软件： 1. 烧录工具（不能芯片支持的工具不一样，有ST-Link，JTAG等）

2. 已经安装了IDE（IAR或者SVD或者CCS等）或者与烧录工具匹配的烧录软件的电脑 3. 烧录前后需要物理上电掉电（不建议ST-Link进行热插拔），即开/关电源.

也许大家会觉得，对于学习而言，这些都能忍受。但是如果真正做成产品，如果还是用这种方式进行升级，那代价就太大。举个例子吧，我之前的工作是开发和维护大功率的UPS（不间断电源），主要客户是一些大型企业，例如银行的数据中心，中国移动网络中心。UPS内部有许多ARM芯片，DSP芯片。这类应用场合，即便给程序升级，客户也不会让你断电的，而且因为安全性要求，一般MCU，DSP都是在产品内部，根本无法对外开放烧录盒的烧录接口。所以绝大部分嵌入式产品，都会开发Bootloader程序。

那么什么是Boot Loader呢？一般来说，嵌入式产品的软件都会分为两部分，第一部分为Bootloader，第二部分

基础知识：

RAM=SRAM OR DRAM

应用》操作系统内核》驱动》硬件

交叉编译就是在一个平台上生成在另一个平台上可以执行的代码，如在PC上开发嵌入式就是一个交叉编译的过程 交叉调试 宿主机和目标机

特权模式可以访问系统的所有资源，也可以任意地进行处理器模式切换

每一组异常都有一组专用的异常处理程序使用，可以保证进入异常程序时寄存器不被破坏 系统加电讲flash映射为0，这样就可以进行一些初始化，初始化后讲RAM映射为地址0，并把系统程序加载到SDRAM中开中运行

内核级Cache》芯片级TCM紧挨着内核》芯片级cache》板卡级DRAM》外设级存储器 当一个协处理器不能执行属于它的指令的时候讲产生一个未定义中断，然后用软件模拟硬件 CPU执行步骤有 从存储器中读取指令》译码以鉴别它属于哪一种类型的指令》从指令中取出操作数》将操作数进行组合以得到结果》如果需要访问存储器以存储数据》将结果写回寄存器堆res。 端口操作：

P0（32位）P1（16位）

引脚功能选着寄存器PINSEL0控制P0.0~P0.15等16个寄存器，其中PINSEL为32为，每两位控制一个引脚，实现引脚复用功能。PINSEL1控制P0.16~P031。PINSEL

华清远见 在线答题结果

( ARM开发培训认证考试A卷 )班级： ARM认证开发培训班 姓名： 程琳请在正确的选项后点击，错选、多选、少选或不选均不得分。1.[单选题]ARM处理器中优先级别最高的异常为（ ）

您的答案：ARM处理器中优先级别最高的异常为（ ） D A:FIQ B:SWI C:IRQ D:RESET

2.[单选题]下面属于ARM 子程序调用指令的是（ 您的答案：下面属于ARM 子程序调用指令的是（ A:B B:BX C:BL D:MOV

3.[单选题]ARM9是（ ）级流水线。 您的答案：ARM9是（ ）级流水线。 C A:1 B:3 C:5 D:7

4.[单选题]不是MMU作用的是（ ）

您的答案：不是MMU作用的是（ ） C

A:内存保护 B:地址转换

C:加快存取速度

D:提升内存分配、管理功能

5.[单选题]I2C传输是（ ）方式传输 您的答案：I2C传输是（ ）方式传输 B A:单工 B:半双工 C:全双工

6.[单选题]ARM数据处理指令中有效的立即数是（ 您的答案：ARM数据处理指令中有效的立即数是（ A:0X0000FFF