CN102279757A

CN102279757A - 一种系统程序启动的方法及装置

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Publication number: CN102279757A
Application number: CN2010102055941A
Authority: CN
Inventors: 凌明
Original assignee: Wuxi Vimicro Corp
Current assignee: Wuxi Vimicro Corp
Priority date: 2010-06-11
Filing date: 2010-06-11
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2030-06-11
Also published as: CN102279757B

Abstract

本发明公开了一种系统程序启动的芯片，用于实现系统程序的启动，以及节省设备资源。所述芯片包括：永久性存储器，用于存储加载程序；临时存储器，用于存储信息；处理模块，用于上电后通过运行内置的永久性存储器中的加载程序，将外挂的永久性存储器中的启动信息复制到内置的临时存储器中，并根据启动信息和通过运行加载程序，将外挂的永久性存储器中的系统程序复制到外挂的内存，以及运行内存中的系统程序。本发明还公开了该芯片实现的方法和包括该芯片的设备。

Description

一种系统程序启动的方法及装置

技术领域

本发明涉及计算机及嵌入式领域，特别是涉及系统程序启动的方法及装置。

背景技术

目前，手机、MP4(一种产品名称)和MP5(一种产品名称)等多媒体设备中，大多采用nandflash(闪存的一种)作为数据存储芯片。nandflash只能以页(page)为单位进行读写，而不是线性地址存储，因此一般不能在nandflash上直接运行系统程序，所以需要其它存储器来辅助运行系统程序，现有技术主要有两种实现方式。其中，线性地址存储是指能直接使用地址读取对应位置的字节。

现有技术之一是在单片系统(System-On-a-Chip，SOC)系统芯片上外挂一只读存储器(Read Only Memory，ROM)和nandflash。该ROM用于存储加载程序(bootloader)。Nandflash用于存储系统程序(包括操作系统等)。SOC系统芯片上电后，执行ROM中0地址开始的bootloader程序，并通过运行bootloader程序将nandflash中的系统程序写入内存。该方案需要在SOC系统芯片上外挂一ROM，也就是说SOC系统芯片需要有引脚(pin)与ROM连接，占用了引脚资源，并且导致SOC系统芯片与ROM的整体体积过大。

现有技术之二是在SOC系统芯片上外挂一nandflash，在nandflash中存储bootloader程序和系统程序。SOC系统芯片包括nandflash控制模块(NFC)和同步动态随机存储器(SRAM)。NFC存有不同于bootloader程序的小的加载程序。SOC系统芯片上电后，其内部的NFC通过运行小的加载程序，将nandflash中的bootloader程序导入到SOC系统芯片内的SRAM上。SOC系统芯片通过执行SRAM中的bootloader程序，将nandflash中的系统程序写入内存。该方案需要SRAM具备存储bootloader加载程序的能力，因此对SRAM的容量要求较高，导致SRAM的体积较大。

发明内容

本发明实施例提供一种系统程序启动的方法及装置，用于实现系统程序的启动，以及节省设备资源。

一种SOC系统芯片，与用于存储启动信息的第一永久性存储器连接，以及SOC系统芯片与内存连接，SOC系统芯片包括：

第二永久性存储器，用于存储加载程序；

临时存储器，用于存储信息；

处理模块，分别连接所述第二永久性存储器和临时存储器，用于上电后通过运行第二永久性存储器中的加载程序，将第一永久性存储器中的启动信息复制到临时存储器中，并根据启动信息和通过运行加载程序，将第一永久性存储器中的系统程序复制到内存，以及运行内存中的系统程序。

一种用于启动系统程序的设备，包括

第一永久性存储器，用于存储启动信息和系统程序；

内存，用于存储系统程序；

与第一永久性存储器和内存连接的SOC系统芯片，包括第二永久性存储器和临时存储器；SOC系统芯片用于上电后通过运行内置的第二永久性存储器中的加载程序，将第一永久性存储器中的启动信息复制到内置的临时存储器中，并根据启动信息和通过运行加载程序，将第一永久性存储器中的系统程序复制到内存，以及运行内存中的系统程序。

一种系统程序启动的方法，包括以下步骤：

SOC系统芯片上电后通过运行内置的第二永久性存储器中的加载程序，将外挂的第一永久性存储器中的启动信息复制到内置的临时存储器中；

SOC系统芯片根据启动信息和通过运行加载程序，将第一永久性存储器中的系统程序复制到内存；

SOC系统芯片运行内存中的系统程序。

本发明实施例在SOC系统芯片中内置一永久性存储器，用于存储加载程序，不再需要外挂ROM，节省了引脚资源和缩小了设备体积。SOC系统芯片上电后，将外挂的永久性存储器中的启动信息复制到内置的临时存储器中，通过该启动信息和加载程序，将外挂的永久性存储器中的系统程序复制到内存，并运行。该内置的临时存储器只需存储启动信息，不再需要存储加载程序，节省了内置的临时存储器的存储空间，有利于减小临时存储器的体积，进而减小整个设备的体积。

附图说明

图1为本发明实施例中SOC系统芯片的结构图；

图2为本发明实施例中设备的结构图；

图3为本发明实施例中系统程序启动的主要方法流程图；

图4为本发明实施例中系统程序启动的详细方法流程图；

图5为本发明实施例中复制系统程序的详细方法流程图。

具体实施方式

本实施例中SOC系统芯片内置的永久性存储器可以是ROM等，内置的临时存储器可以是SRAM等，外挂的永久性存储器可以是nandflash等。外挂的永久性存储器中的系统程序是指SOC系统芯片能够运行的系统程序，包括操作系统的系统程序等，操作系统的系统程序又可称为操作系统(OS)镜像。

参见图1，本实施例中SOC系统芯片包括永久性存储器101、临时存储器102和处理模块103。SOC系统芯片还与永久性存储器(如nandflash)和内存(如双倍速率同步动态随机存储器(Double Data Rate Synchronous DynamicRandom Access Memory，ddr/sdram))连接。

永久性存储器101，如ROM，用于存储加载程序。

临时存储器102用于存储信息，尤其是存储启动信息。

处理模块103用于上电后通过运行内置的永久性存储器中的加载程序，将外挂的永久性存储器中的启动信息复制到内置的临时存储器中，并SOC系统芯片根据启动信息和通过运行加载程序，将外挂的永久性存储器中的系统程序复制到外挂的内存，以及运行内存中的系统程序。处理模块103在复制启动系统程序的过程中，由于还没有获得启动信息，因此无法确定外挂的永久性存储器的各项信息，如芯片的块(block)数目，每个块包含的页(page)的数目，每页有效数据区(data area)的大小，每页预留区域(spare area)的大小，芯片物理结构(如SLC还是MLC)等。不同型号的永久性存储器，其page的大小可能不同，如512字节、1k或2k不等。处理模块103可以根据预设的读取方式顺序确定一种读取方式(如以512字节的读取方式)，并根据该读取方式将外挂的永久性存储器中的启动信息复制到内置的临时存储器中；当复制失败时，根据读取方式顺序中的下一种读取方式(如以1kb的读取方式)将外挂的永久性存储器中的启动信息复制到内置的临时存储器中，直到复制成功或者所有的读取方式均尝试完毕。如果所有的读取方式均尝试完毕仍未复制成功，可以结束复制，告警或重启等。本实施例中启动信息是关于各参数的配置信息，通常不超过512字节。目前大多数可外挂的永久性存储器的page均不小于512字节，本实施例中用一个独立的page来存储启动信息，如果启动信息不足512字节，则剩余空间用0填充。

处理模块103采用的读取方式不对，可能无法读取数据，此时需要采用另一种读取方式进行读取。如果能够读取数据，则该读取方式适用于该外挂的永久性存储器，可以继续以该读取方式继续读取数据。为了验证读取到的数据是否正确，处理模块103还用于对读取到的数据进行校验，如采用循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check，CRC)校验。在校验结果为错误时，说明该page可能被损坏。由于启动信息对整个设备的启动至关重要，为了避免某个page被损坏而影响启动信息的读取，本实施例在外挂的永久性存储器的多个page中存储多份启动信息，处理模块103将外挂的永久性存储器中的一份启动信息复制到内置的临时存储器失败时，将外挂的永久性存储器中的另一份启动信息复制到内置的临时存储器中，其中对每个page中的启动信息进行复制时，均可以尝试多种读取方式。启动信息的份数可以配置在加载程序中，当所有的启动信息均复制失败时，可以结束复制，告警或重启等。

处理模块103将启动信息复制到临时存储器后，便可以根据启动信息和通过运行加载信息，对寄存器和内存进行初始化，以及将系统程序复制到内存中。

本实施例中启动信息可具体为寄存器列表，该寄存器列表包括列表标识(如字符串“ConfigIn”)、对应操作命令的寄存器地址、对应寄存器的寄存器地址和寄存器值。处理模块103将启动信息复制到临时存储器后，读取寄存器列表中的第一个寄存器地址，如果该寄存器地址为对应操作命令的寄存器地址，则执行相应的操作命令，如果是对应寄存器的寄存器地址，则继续读取该寄存器地址对应的寄存器值，并写入寄存器，然后读取寄存器列表中的下一个寄存器地址，直到结束。判断是什么寄存器地址和执行相应的操作命令，均通过加载程序控制。这样，对寄存器和内存的初始化过程的每个执行步骤，均可通过寄存器地址及寄存器地址的顺序实现，不再需要固化到加载程序中。当SOC系统芯片外挂不同的永久性存储器时，只需对外挂的永久性存储器烧写不同的启动信息，而不需要修改SOC系统芯片中的加载程序，使得实现更灵活方便。

其中，为了不影响寄存器的使用，对应操作命令的寄存器地址为虚拟的寄存器地址，例如实际的寄存器地址范围为：0x0000 0000到0x7fff ffff，虚拟的寄存器地址可以是不小于0x8000 0000的寄存器地址，这样只需判断最高位是否大于7便可以确定是实际的寄存器地址还是虚拟的寄存器地址，操作简单并速度快。不同的虚拟寄存器地址对应不同的操作命令。操作命令包括延时操作、读操作等。

寄存器值可表示系统程序在外挂的永久性存储器中存储的起始block和page数，系统程序的大小，外挂的永久性存储器是否支持硬件错误检查与纠正(Error Checking and Correcting，ECC)或者软件ECC，采用何种ECC算法，是否支持硬件存储器直接存取(Direct Memory Access，DMA)加速，内存中用于存储系统程序的首地址，系统程序复制完毕后，SOC系统芯片从加载程序应跳转到的地址，以继续执行系统程序等。

由于处理模块103通过启动信息可以获知外挂的永久性存储器的各项参数，则可以采用较佳的读取方式从外挂的永久性存储器中读取系统程序。之前读取启动信息时采用的读取方式虽然能够读取数据，只能说明该外挂的永久性存储器支持该读取方式，例如外挂的永久性存储器的page的单位大小是2k，其支持512字节的读取方式，则以512字节的方式能够读取方式，但影响读取效率，在获知外挂的永久性存储器的各项参数后，可采用2k方式读取数据，以充分利用外挂的永久性存储器的性能。

本实施例中的SOC系统芯片、外挂的永久性存储器和内存可构成一设备，参见图2所示。

永久性存储器201用于存储启动信息和系统程序。

内存202用于存储系统程序。

SOC系统芯片203用于上电后通过运行内置的永久性存储器101中的加载程序，将外挂的永久性存储器201中的启动信息复制到内置的临时存储器102中，并根据启动信息和通过运行加载程序，将外挂的永久性存储器201中的系统程序复制到内存202，以及运行内存202中的系统程序。

本实施例需要在永久性存储器201中存储启动信息和系统程序，下面对将启动信息和系统程序烧写到永久性存储器201中的过程进行介绍。永久性存储器201以nandflash为例，SOC系统芯片上电；通过调试器初始化内存；将启动信息和系统程序下载到内存中；将烧写程序下载到内存中；SOC系统芯片通过执行烧写程序，将启动信息和系统程序烧写到nandflash。

通过以上描述了解了SOC系统芯片203和设备的内部结构和功能，下面对系统程序的启动过程进行介绍。

参见图3，本实施例中系统程序启动的主要方法流程如下：

步骤301：SOC系统芯片上电后通过运行内置的永久性存储器中的加载程序，将外挂的永久性存储器中的启动信息复制到内置的临时存储器中。

步骤302：SOC系统芯片根据启动信息和通过运行加载程序，将外挂的永久性存储器中的系统程序复制到内存。

步骤303：SOC系统芯片运行内存中的系统程序。

以上过程可能有多种实现方式，下面通过实施例来详细介绍实现过程。

参见图4，本实施例中通过多种读取方式获得启动信息并启动系统程序的方法流程如下：

步骤401：SOC系统芯片上电后开始运行内置的永久性存储器中的加载程序。

步骤402：SOC系统芯片根据一种读取方式从外挂的永久性存储器中读取启动信息。

步骤403：SOC系统芯片判断是否读取到启动信息，若是，则继续步骤406，否则继续步骤404。

步骤404：SOC系统芯片判断是否有未采用的读取方式，若是，则采用下一种读取方式，继续步骤402，否则继续步骤405。

步骤405：SOC系统芯片判断是否有未读取的且存有启动信息的page，若有，则对下一个page继续步骤402，否则结束流程。

步骤406：SOC系统芯片对读到的启动信息进行校验，若校验结果正确，则继续步骤407，否则继续步骤405。

步骤407：SOC系统芯片根据启动信息和通过运行加载程序，将外挂的永久性存储器中的系统程序复制到内存。

其中，步骤402-407均是通过运行加载程序来实现。之后，SOC系统芯片从临时存储器中的加载程序跳转到步骤408。

步骤408：SOC系统芯片运行内存中的系统程序。

下面对步骤407的具体实现过程进行详细介绍，参见图5所示的流程：

步骤501：SOC系统芯片读取启动信息中的一个寄存器地址。

步骤502：SOC系统芯片判断该寄存器地址是否是结束标志，若是，则继续步骤508，否则继续步骤503。本实施例中结束标志为0x0000 0000。

步骤503：SOC系统芯片判断该寄存器地址是否是延迟标志，若是，则继续步骤504，否则继续步骤505。

步骤504：SOC系统芯片执行延迟操作，延迟预设的时长。然后读下一个寄存器地址，即继续步骤501。

步骤505：SOC系统芯片判断该寄存器地址是否是读标志，若是，则继续步骤506，否则继续步骤507。

步骤506：SOC系统芯片读寄存器的值，直到该值为寄存器列表里面设置的值为止。然后读下一个寄存器地址，即继续步骤501。本实施例中采用最高位表示读标志，该寄存器地址除最高位以为的其它位表示实际的寄存器地址，根据该实际的寄存器地址到相应的寄存器中读取值，直到该值为寄存器列表里面设置的值为止。

步骤507：SOC系统芯片从寄存器列表读取该寄存器地址对应的寄存器值，并写入该寄存器地址对应的寄存器。然后读下一个寄存器地址，即继续步骤501。

以上过程实现了对寄存器和内存的初始化。

步骤508：SOC系统芯片将外挂的永久性存储器中的系统程序复制到内存。

用于实现本发明实施例的软件可以存储于软盘、硬盘、光盘和闪存等存储介质。

本发明实施例在SOC系统芯片中内置一永久性存储器，用于存储加载程序，不再需要外挂ROM，节省了引脚资源和缩小了设备体积。SOC系统芯片上电后，将外挂的永久性存储器中的启动信息复制到内置的临时存储器中，通过该启动信息和加载程序，将外挂的永久性存储器中的系统程序复制到内存，并运行。该内置的临时存储器只需存储启动信息，不再需要存储加载程序，节省了内置的临时存储器的存储空间，有利于减小临时存储器的体积，进而减小整个设备的体积。本发明实施例为了使同一SOC系统芯片可以外挂不同型号的永久性存储器，启动信息包括了外挂的永久性存储器的各项参数，以及在加载程序中配置了多种读取方式。并且为了减少外挂的永久性存储器的损坏对启动信息的影响，在外挂的永久性存储器的多个page中存储多份启动信息。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种SOC系统芯片，与用于存储启动信息的第一永久性存储器连接，以及SOC系统芯片与内存连接，其特征在于，SOC系统芯片包括：

第二永久性存储器，用于存储加载程序；

临时存储器，用于存储信息；

2.如权利要求1所述的SOC系统芯片，其特征在于，处理模块根据预设的读取方式顺序确定一种读取方式，并根据该读取方式将第一永久性存储器中的启动信息复制到内置的临时存储器中；当复制失败时，根据读取方式顺序中的下一种读取方式将第一永久性存储器中的启动信息复制到内置的临时存储器中。

3.如权利要求1所述的SOC系统芯片，其特征在于，第一永久性存储器中有多份启动信息；

处理模块将第一永久性存储器中的一份启动信息复制到内置的临时存储器失败时，将第一永久性存储器中的另一份启动信息复制到内置的临时存储器中。

4.如权利要求1、2或3所述的SOC系统芯片，其特征在于，启动信息包括对应操作命令的寄存器地址；

处理模块读取对应操作命令的寄存器地址，并执行该寄存器地址对应的操作命令。

5.如权利要求4所述的SOC系统芯片，其特征在于，对应操作命令的寄存器地址为虚拟的寄存器地址。

6.一种用于启动系统程序的设备，其特征在于，包括：

第一永久性存储器，用于存储启动信息和系统程序；

内存，用于存储系统程序；

7.一种系统程序启动的方法，其特征在于，包括以下步骤：

SOC系统芯片运行内存中的系统程序。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，将第一永久性存储器中的启动信息复制到内置的临时存储器中的步骤包括：根据预设的读取方式顺序确定一种读取方式，并根据该读取方式将第一永久性存储器中的启动信息复制到内置的临时存储器中；当复制失败时，根据读取方式顺序中的下一种读取方式将第一永久性存储器中的启动信息复制到内置的临时存储器中。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，第一永久性存储器中有多份启动信息；

将第一永久性存储器中的启动信息复制到内置的临时存储器中的步骤包括：将第一永久性存储器中的一份启动信息复制到内置的临时存储器失败时，将第一永久性存储器中的另一份启动信息复制到内置的临时存储器中。

10.如权利要求7、8或9所述的方法，其特征在于，启动信息包括对应操作命令的寄存器地址；

运行加载程序的步骤包括：读取对应操作命令的寄存器地址，并执行该寄存器地址对应的操作命令。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，对应操作命令的寄存器地址为虚拟的寄存器地址。