CN101329632B - 一种使用boot启动cpu的方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种使用BOOT启动CPU的方法与装置，用于电信、通讯领域，该发明中的BOOT启动装置采用单一的FLASH存储介质，将FLASH按照不同的地址空间划分为至少2个BOOT启动区，当某一BOOT启动区无法正常启动CPU时，采用其他的BOOT启动区重新启动CPU。该发明解决了单BOOT无法对通讯领域中的突发事件如断电等，以及远程升级的可靠性提供足够保证的问题，提高了远程操作性和升级可靠性；而且此双BOOT装置硬件结构简单，同样适合对空间尺寸要求严格的小单板模块使用。
Description
技术领域
本发明涉及电信、通讯领域，更具体地说涉及使用BOOT引导启动CPU的方法与装置。
背景技术
现阶段电信，通讯领域多机架多单板综合系统，多数复杂的功能单板都有自己的主控CPU单元。在系统主控单板的CPU系统部分，BOOT引导部分是CPU系统的基础，固化性较高，但可升级性较差。
现在较多使用方法是选用插座+PLCC封装的小容量Flash来承担BOOT功能的物理介质，优点是可脱离单板用烧片机来进行BOOT改动、升级调试；缺点是单板可加工性差，如果提供在线升级功能可靠性差。另外随着成本和可维护性能要求，逐步减少对插座的使用；
另一种方法是使用较大容量FLASH具有特有BOOTt地址空间来完成CPU的启动引导功能。但这些单BOOT装置都无法对通讯领域中的突发事件如断电等，以及远程升级的可靠性提供足够的保证。
现有还有双BOOT双FLASH介质的主备引导启动的方式，如图1其硬件装置较复杂，在版本回退管理上较复杂，不适合空间尺寸小型化的设备。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何保证CPU启动引导和远程升级的可靠性，即当启动出现异常情况使BOOT程序破坏，导致系统不能复位/重上电从而正常工作时，如何使BOOT仍然可以再次引导启动CPU正常工作的问题。
本发明提供了一种使用BOOT启动CPU的方法，其特征是，BOOT启动单元采用单一的FLASH存储介质，将存储介质按照不同的地址空间划分为至少2个BOOT启动区，当某一BOOT启动区无法正常启动CPU时，采用其他的BOOT启动区重新启动CPU。
上述方法可以包括如下步骤：
(1)EPLD在启动BOOT一定时间之后检测其寄存器[REV_F]标志位；如果EPLD寄存器[REV_F]标志位写入1，表明当前BOOT启动区可以正确加载，进入步骤2；如果标志位未被置为1，则说明当前BOOT启动区是不可用的，此时将[M/S]标志位进行切换，从另一个启动区进行启动，重复上述操作；
(2)EPLD在启动BOOT之后检测寄存器[REV_S]标志位；如果EPLD寄存器[REV_S]标志位写入1，表明当前BOOT的版本初始化成功；如果标志位未被置为1，则说明当前的BOOT初始化不正确，此时将[M/S]标志位进行切换，从另一个启动区进行启动，重复上述过程。
上述方法还可以把划分的某一BOOT启动区设定为默认启动区，CPU首先从该启动区启动，当该启动区无法启动CPU时，再从其他启动区启动CPU。
并且当CPU启动成功后，还可以对看门狗进行喂狗操作。
本发明还提供了一种使用BOOT启动CPU的装置，包括CPU控制单元，BOOT启动单元和EPLD逻辑单元，EPLD一端连接CPU一端连接BOOT，其特征是BOOT启动单元采用单一的FLASH存储介质，将存储介质按照不同的地址空间划分为至少2个BOOT启动区，当某一BOOT启动区无法正常启动CPU时，利用其他的BOOT启动区重新启动CPU。
上述装置，还可以在存储介质特定的地址空间存放默认启动区标识。
上述装置还可以包括看门狗单元，其与EPLD共同构成硬件逻辑部分。
本发明采用双BOOT单FLASH存储介质，可以采用软件方式远程进行可靠boot升级，并在升级失败情况下可以进行前后版本的回退；也同样解决了单BOOT无法对通讯领域中的突发事件如断电等问题，以及对BOOT升级的可靠性，纠错性以及远端可靠性提供了保证；并且此双BOOT装置硬件结构简单，同样适合对空间尺寸要求严格的小单板模块使用，降低了产品成本，提高了设备可维护性。
附图说明
图1是现有技术双BOOT双FLASH装置原理框图。
图2是本发明实施例1双BOOT单FLASH装置工作原理框图。
图3是本发明实施例1种FLASH存储介质的物理分区示意图。
图4是本发明实施例2的流程图。
具体实施方式
实施例1
一种使用BOOT引导启动CPU的装置，主要用于通讯系统设备具有主控CPU单元的单板。具体如图2和图3所示，包括以下几部分。
1. 主控CPU单元：包括内存和其附属的通讯接口、看门狗接口、以及控制信号。主控CPU单元在上电或复位状态后，按照硬件配置的加载方式(基于Boot ROM的镜像加载)，向BOOT发起加载镜像动作，在加载BOOT过程中，CPU向逻辑单元寄存器发送启动成功不翻转切换标志，可以在启动开始和结束分两次置位。加载到指定内存RAM地址后，跳转到内存中执行。此时CPU基本配置完成，主要的通讯接口已经打通，并对看门狗进行喂狗操作。
2. 双BOOT单FLASH单元：将FLASH单元按照不同的地址空间划分双BOOT启动区：启动区0和启动区1，甚至启动区2，3等等多BOOT备份。本实施例中BOOT分为启动区0和1两个区；在FLASH特定的地址空间还可以存放一些非易失性信息，例如制定的默认启动区标识等。
3. 看门狗和EPLD逻辑单元：EPLD和看门狗单元是实现双boot装置启动控制策略的硬件逻辑部分。看门狗在装置上电到CPU接管喂狗这一过程的喂狗策略是由EPLD硬件逻辑单元来完成的，主要针对加载过程中遇到异常情况进行复位操作。EPLD提供PC或CPU加载FLASH物理接口，同时提供寄存器来读出并存储FLASH的非易失性信息。同时根据CPU启动是否成功的翻转信号来控制总线译码，进行启动区0/1切换功能。
实施例2
一种使用BOOT引导启动CPU的方法，其流程图如图4所示。图4中左侧内容分别表示由看门狗和EPLD逻辑单元完成的任务，右侧内容表示由CPU的BOOT单元完成的任务。
本实施例中将FLASH单元按照不同的地址空间划分双BOOT启动区：启动区0和启动区1。在FLASH特定的地址空间还可以存放一些非易失性信息，例如制定的默认启动区标识。在此默认启动区是启动区0。
启动方法步骤如下：
1、CPU上电看门狗或软件产生复位前，由EPLD逻辑负责从FLASH中获取双BOOT控制字[M/S]，以此决定从启动区0或启动区1启动；本实施例设定默认从启动区0启动；
2、EPLD拉起上述原因产生的复位信号给CPU，CPU开始BOOT过程；EPLD应根据CPU选型做出提供地址转换，以便CPU可以正确地从BOOT区中读取启动代码进行BOOT启动；
3、CPU进行BOOT启动过程，EPLD可以在其内部启动快速翻转和慢速翻转的定时监控；
4、EPLD在启动BOOT一定时间(本实施例选定2秒)之后检测其寄存器[REV_F]标志位；
CPU的BOOT在其最初的启动代码文件中，即向EPLD寄存器[REV_F]标志位写入1， 表明当前BOOT已经可以正确加载到CPU处理，不允许EPLD进行BOOT快速翻转；如果标志位未被置为1，则说明当前BOOT是不可用的，此时立即将[M/S]标志位进行切换，从启动区1进行启动；
5、EPLD在启动BOOT之后检测寄存器[REV_S]标志位；
如果BOOT可以正常运行，则在运行到加载运行版本之前(超时等待自动加载之前)，BOOT应再次与EPLD握手，即向EPLD寄存器[REV_S]标志位写入1，表明当前BOOT的版本已经完成最初的引导，等着从版本设备(HOST，FLASH或者硬盘等)上加载运行版本，不允许EPLD进行BOOT快速翻转；如果标志位未被置为1，则说明当前的BOOT初始化不正确，此时将BDBCR[M/S]标志位进行切换，从启动区1进行启动，重复上述过程；
如果启动区0和启动区1都不可用，表明CPU无法正常启动，启动看门狗报警。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种使用BOOT启动CPU的方法，其特征是，BOOT启动单元采用单一的FLASH存储介质，将存储介质按照不同的地址空间划分为至少2个BOOT启动区，当某一BOOT启动区无法正常启动CPU时，采用其他的BOOT启动区重新启动CPU；
其中，该方法包括如下步骤：
(1)EPLD在启动BOOT一定时间之后检测其寄存器[REV_F]标志位；如果EPLD寄存器[REV_F]标志位写入1，表明当前BOOT启动区可以正确加载，进入步骤2；如果标志位未被置为1，则说明当前BOOT启动区是不可用的，此时将[M/S]标志位进行切换，从另一个启动区进行启动，重复上述操作；
(2)EPLD在启动BOOT之后检测寄存器[REV_S]标志位；如果EPLD寄存器[REV_S]标志位写入1，表明当前BOOT的版本初始化成功；如果标志位未被置为1，则说明当前的BOOT初始化不正确，此时将[M/S]标志位进行切换，从另一个启动区进行启动，重复上述过程。
2.根据权利要求1所述的使用BOOT启动CPU的方法，其特征是把划分的某一BOOT启动区设定为默认启动区，CPU首先从该启动区启动，当该启动区无法启动CPU时，再从其他启动区启动CPU。
3.根据权利要求1或2所述的使用BOOT启动CPU的方法，其特征是当CPU启动成功后，对看门狗进行喂狗操作。
4.一种使用BOOT启动CPU的装置，包括CPU控制单元，BOOT启动单元和EPLD逻辑单元，EPLD一端连接CPU一端连接BOOT，其特征是BOOT启动单元采用单一的FLASH存储介质，将存储介质按照不同的地址空间划分为至少2个BOOT启动区，当某一BOOT启动区无法正常启动CPU时，利用其他的BOOT启动区重新启动CPU；
其中，
(1)EPLD在启动BOOT一定时间之后检测其寄存器[REV_F]标志位；如果EPLD寄存器[REV_F]标志位写入1，表明当前BOOT启动区可以正确加载，进入步骤2；如果标志位未被置为1，则说明当前BOOT启动区是不可用的，此时将[M/S]标志位进行切换，从另一个启动区进行启动，重复上述操作；
(2)EPLD在启动BOOT之后检测寄存器[REV_S]标志位；如果EPLD寄存器[REV_S]标志位写入1，表明当前BOOT的版本初始化成功；如果标志位未被置为1，则说明当前的BOOT初始化不正确，此时将[M/S]标志位进行切换，从另一个启动区进行启动，重复上述过程。
5.根据权利要求4所述的使用BOOT启动CPU的装置，其特征是在存储介质特定的地址空间可以存放默认启动区标识。
6.根据权利要求4或5所述的使用BOOT启动CPU的装置，其特征是还可以包括看门狗单元，其与EPLD共同构成硬件逻辑部分。
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