CN102906710A

CN102906710A - 一种BootRom备份方法和装置

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Publication number: CN102906710A
Application number: CN2011800018762A
Authority: CN
Inventors: 李迪挺
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2011-08-30
Filing date: 2011-08-30
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2031-08-30
Also published as: WO2012149716A1; CN102906710B

Abstract

公开一种BootRom备份装置和备份方法。该装置包括：CPU和配置逻辑模块，存储主用BootRom的第一存储介质，存储至少一个备用BootRom的第二存储介质，第一存储介质和第二存储介质分别与CPU的不同片选引脚连接；配置逻辑模块，用于配置片选引脚，选择主用BootRom启动，判断主用BootRom是否启动成功，如否，选择备用BootRom启动。备份方法与备份装置相对应。本发明存储主用BootRom的存储介质和存储备用BootRom的存储介质对应的片选引脚各自独立，CPU可以同时访问两个存储介质，合理使用存储介质的存储空间。

Description

一种 BootRom备份方法和装置

技术领域

本发明涉及计算机技术，具体涉及一种 BootRom备份技术。背景技术

在嵌入式系统中， BootRom完成对加载过程中所需设备的初始化，然后通过某种可选择的通信手段，如网口、串口、局部总线（LocalBus) 等，将操作系统内核加载。通常 BootRom体积较小，一般只有几百 KB，单独存放在一片小的闪存（Flash) 当中或者与单板主体软件一起存于一片大的 Flash中。由于 BootRom负责启动系统，包括初始化处理器寄存器、系统硬件设备、为操作系统等上层软件提供加载接口等等，因此， BootRom是系统能够正常运行的基础，当 BootRom发生故障时，将导致整个系统的崩溃。

为了防止因 BootRom 发生故障而导致整个系统崩溃，系统一般都会对主用 BootRom进行备份。现有技术中：一种是采用一片独立的 Flash来存储备份 BootRom 程序，当主用 BootRom发生故障时，通过硬件逻辑将处理器的片选信号切换到备份的 BootRom, 启动备用 BootRom, 从而完成系统的正常启动；另一种是在单片 Flash 存储介质中放一个或多个备份 BootRom, 当主用 BootRom发生故障时，通过硬件逻辑切换高位地址来启动备份 BootRom。上述两种方式均采用同一个片选信号启动主用 BootRom或备用 BootRom, 系统不能同时访问各 BootRom的地址空间，无法合理使用各存储介质的存储空间。发明内容本发明实施例通过提供一种 BootRom备份装置和备份方法，解决现有技术中系统不能同时访问各 BootRom的地址空间，无法合理使用各存储介质的存储空间问题。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种 BootRom备份装置，其特征在于，包括： CPU和配置逻辑模块，存储主用 BootRom的第一存储介质，存储至少一个备用 BootRom的第二存储介质，所述第一存储介质和所述第二存储介质分别与所述 CPU的不同片选引脚连接；所述配置逻辑模块，用于配置所述片选引脚，选择所述主用 BootRom启动，判断所述主用 BootRom是否启动成功，如否，选择所述备用 BootRom启动。

根据本发明的另一方面，提供了一种使用 BootRom备份装置对 BootRom进行备份的方法，所述 BootRom备份装置包括 CPU, 存储主用 BootRom的第一存储介质，存储至少一个备用 BootRom的第二存储介质中，所述第一存储介质和所述第二存储介质分别与所述 CPU的不同片选引脚连接；所述方法包括：配置所述片选引脚，选择所述主用 BootRom启动；判断所述主用 BootRom是否启动成功，如否，选择所述备用 BootRom启动。

由上可见，在本发明实施例的一种实现方式中，存储主用 BootRom的存储介质和存储备用 BootRom的存储介质对应的片选引脚各自独立，通过自动配置片选引脚， CPU可以使用主备 BootRom以提高系统可靠性，另外 CPU可以同时访问两个存储介质，合理使用存储介质的存储空间，解决现有技术中系统不能同时访问各 BootRom 的地址空间，无法合理使用各存储介质的存储空间问题。附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1为本发明 BootRom备份装置第一实施例示意图；

图 2为本发明配置逻辑模块的一实施例示意图；

图 3为本发明配置逻辑模块的另一实施例示意图；

图 4为本发明配置逻辑模块的又一实施例示意图；

图 5为本发明 BootRom备份装置第二实施例示意图；

图 6为本发明 BootRom备份装置第三实施例示意图；

图 7为本发明配置逻辑模块的又一实施例示意图；

图 8为本发明 BootRom备份方法第一实施例流程；

图 9为本发明 BootRom备份方法第二实施例流程；

图 10为本发明 BootRom备份方法第三实施例流程。具体实施方式

下面对 BootRom备份装置和备份方法进行详细说明。 BootRom备份装置第一实施例。

如图 1所示， BootRom备份装置包括配置逻辑模块 11和中央处理单元（CPU) 12，存储主用 BootRom的第一存储介质 13，存储至少一个备用 BootRom的第二存储介质 14，第一存储介质 13和第二存储介质 14分别与 CPU12的不同片选引脚连接。

第一存储介质 13 和第二存储介质 14是相同的存储介质，第一存储介质 13 为

Flashl , 第二存储介质 14为 Flash2。 Flashl和 Flash2使用同一总线与 CPU12连接， Flash 1连接 CPU12的片选引脚 CSx， Flash2连接 CPU12的片选引脚 CSy。

配置逻辑模块 11优先配置片选引脚 CSx，选择 Flashl内的主用 BootRom启动，判断主用 BootRom是否启动成功，如是，等待 CPU12复位；如否，配置片选引脚 CSy，选择 Flash2内的备用 BootRom启动。

存储主用 BootRom的 Flashl和存储备用 BootRom的 Flash2为相同的存储介质，采用相同的总线与 CPU12不同的片选引脚连接。两个 Flash有独立地址空间，以 16M 字节的并行 Flash为例： Flash 1的地址空间为 0xfi)000000~0xK)ff ffff_; Flash2 的地址空间为 0xfl00 0000~0xflff ffff。因片选引脚不同，各自独立， CPU12可以同时访问两个 Flash, 合理使用存储介质的存储空间。两个存储介质的地址空间是同时可见的，即访问第一存储介质时可以访问第二存储介质，反之亦然。

配置逻辑模块 11 可以由复杂可编程逻辑器件（Complex Programmable Logic Device, CPLD)或其它器件来实现。图 2示出了配置逻辑模块 11一实施例。配置逻辑模块 11包括配置子模块 111、计时检测子模块 112和启动判断子模块 113。

BootRom备份装置上电后，配置子模块 111对 CPU12的配置引脚进行初始配置，优选配置片选引脚 CSx， Flashl中的主用 BootRom启动。主用 BootRom正常启动后，向计时检测子模块 112写入启动成功标志；如果主用 BootRom故障，不向计时检测子模块 112写入启动成功标识。

计时检测子模块 112包括：电平检测电路，用于检测启动状态信号的电平；定时器，用于计算启动状态信号的超时时间；脉冲检测电路，用于检测复位指示引脚的脉冲。如果主用 BootRom启动失败，不向计时检测子模块 112写入启动成功标识。计时检测子模块 112检测不到该标志，内部定时器就会溢出，提示启动判断子模块 113 ; 如果主用 BootRom启动成功，向计时检测子模块 112写入启动成功标识，计时检测子模块 112检测到该标志，等待复位指示引脚的脉冲信号。

启动判断子模块 113判定主用 BootRom启动是否失败，并且在失败情况下指令配置子模块 111重新配置片选引脚 CSy， Flash2中的备用 BootRom启动。同理，备用 BootRom正常启动后，会向计时检测子模块 112写入启动成功标志；如果备用 BootRom启动失败，不向计时检测子模块 112写入启动成功标识。计时检测子模块 112检测到启动成功标识，备用 BootRom启动成功；检测不到启动成功标识，选择另一个备用 BootRom启动。

本领域技术人员应知，配置逻辑模块 11也可以通过设置配置引脚，优先选择备用 BootRom启动。

见图 3，为配置逻辑模块 11另一实施例。配置逻辑模块 11包含图 2所示实施例的全部子模块，各子模块的各功能和作用也相同，不再赘述。图 3所述实施例与图 2 所述实施例的主要差别在于，图 4所示配置逻辑模块 11还包括存储子模块 114和主用 BootRom更新子模块 115。

存储子模块 114 在主用 BootRom 启动失败时，存储启动失败模式数据；主用 BootRom更新子模块 115依据启动失败模式数据判断主用 BootRom是否可恢复，如是，采用备用 BootRom更新主用 BootRom;如否，在存储子模块 115记录主用 BootRom 故障，以便后续分析。

主用 BootRom不能正常启动，故障原因可包括总线是否挂死，存储介质读写是否正常，存储介质是否坏掉等，主用 BootRom 代码是否完整等。可恢复故障包括 BootRom代码不完整等；不可恢复故障包括存储介质坏掉等。

备用 BootRom启动成功，表明该备用 BootRom正常，利用正常的备用 BootRom 修复故障的主用 BootRom, 使 BootRom备份装置具有自我修复功能，可在下次启动时仍优先选择主用 BootRom启动。

同理可知，如果首先选择备用 BootRom启动，启动失败后，通过主用 BootRom 启动成功，主用 BootRom 更新子模块 115 也可以利用主用 BootRom 更新备用 BootRom

见图 4，为配置逻辑模块 11又一实施例。该实施例中配置逻辑模块 11包含图 2 或图 3所示实施例的全部子模块，各子模块的功能和作用与图 2或图 3实施例所述相同，不再赘述。图 4所示实施例与图 2或图 3所示实施例的主要差别在于，图 4所示配置逻辑模块 11还包括升级子模块 116和保留子模块 117。

升级子模块 116判断各 BootRom是否需要升级，如需要，升级该 BootRom; 如不需要，放弃升级。升级方式可同时升级各 BootRom, 也可选择任一 BootRom升级。

保留子模块 117将不准备升级的 BootRom设置为只读模式，不参与升级，保存原始数据，供后续分析使用。 BootRom备份装置第二实施例。

如图 5 所示， BootRom 备份装置包括配置逻辑模块 11 和 CPU12, 存储主用 BootRom的第一存储介质 13，存储至少一个备用 BootRom的第二存储介质 14，第一存储介质 13 和第二存储介质 14通过不同的总线接口与 CPU12连接，并且连接在 CPU12不同的片选引脚上。

该实施例与图 1所示实施例主要区别在于，该实施例中第一存储介质 13和第二存储介质 14为不同的存储介质，总线接口不同，使用不同的总线与 CPU12连接。图 5中，第一存储介质 13为 Localbus总线接口的 NOR Flash; 第二存储介质 14为串行外围设备接口 ( SPI) SPI Flash

同理可知，第一存储介质 13还可为串行 Flash、安全数码卡 /多媒体卡（SD/MMC)、

U盘和只读存储器（ROM)等，第二存储介质还可为并行 Flash、 SD/MMC卡、 U盘和 ROM等。存储主用 BootRom的存储介质与存储备用 BootRom的存储介质采用不同的总线连接 CPU12, 避免两个存储介质使用同一总线连接 CPU12, 因总线故障导致主用 BootRom和备用 BootRom都无法启动的弊端，有效避免因总线故障带来的启动失败问题。

下面借助图 5所示 BootRom备份装置，详细说明一下配置逻辑模块 11工作步骤。 CPU12的配置片选引脚 IO[5:0]的功能如下表 1。

Bits 描述

[5] NA D Flash位宽

b0： 8 bit NAKD Flash

bl： 16 bit NAKD Flash

[4:3] CSO总线宽度

2， bOO： 8 bit

2， bOl： 16 bit

2， blO： 32 bit

2' Ml：保留

[2:0] 启动设备选择

3， bOOO：串行 NOR Flash

3， bOOl：并行 NOR Flash

3 ' bOlO：并行 NAKD Flash

3 ' bOll： USB 启动 CPU12的启动状态引脚为一个普通 10引脚， BootRom软件可以配置其高低电平。复位指示引脚为 CPU的一个专有引脚，由 CPU内部硬件实现，复位时复位指示引脚产生脉冲，配置逻辑模块 11可检测到该脉冲。配置逻辑模块 11需要 6个输出引脚控制 CPU12的配置片选引脚 10[5:0]； —个输入引脚检测 CPU的启动状态；一个输入引脚检测 CPU的复位。对于不同 CPU, 配置逻辑模块 11的引脚可能不同。 FLASHl 为并行 NOR Flash,存储主用 BootRom; SPI Flash2为串行 Flash,存储备用 BootRom。为提高可靠性，将不准备升级的各 BootRom设置为只读。

配置逻辑模块 11 的所包含的子模块，及各子模块的功能和作用与图 2、图 3或图 4所示相同，在此不赘述。

上电后，配置子模块 111配置片选引脚为 2' 001001， CPU12从 16位宽的并行

NOR Flash启动，即从 FLASHl启动。 CPU12的启动状态引脚默认为高阻输入，外面接下拉电阻，计时检测子模块 112检测启动状态引脚电平为低电平，计时检测子模块 112开始计时，计时时间可为 1分钟。

若 CPU12正常启动，主用 BootRom将启动状态引脚置为高电平（相当于写入启动成功标志），从启动到置为高电平时间小于 1分钟。启动判断子模块 113判定主用 BootRom启动成功，启动过程结束。

若 CPU启动失败，主用 BootRom不会将启动状态引脚置位高电平（相当于没有写入启动成功标志），计时检测子模块 112在 1分钟内检测不到该高电平，启动判断子模块 113判定主用 BootRom启动失败，将配置的数值 2， 001001存到存储子模块 114。配置子模块 111再更改配置片选引脚电平为 2， b001000, CPU12从串行 NOR Flash启动，即从 SPI Flash2启动，备用 BootRom启动。

BootRom正常启动后，若 CPU12自动复位，复位指示引脚会有脉冲出现，配置逻辑模块 11检测到该电气信号，重新进入配置流程。

BootRom备份装置第三实施例

如图 6 所示， BootRom 备份装置包括配置逻辑模块 11 和 CPU12, 存储主用

BootRom的第一存储介质 13，存储至少一个备用 BootRom的第二存储介质 14，第一存储介质 13和第二存储介质 14分别与 CPU12的不同片选引脚连接。存储至少一个备用 BootRom的第三存储介质 15，第三存储介质 15和第一存储介质 13分别通过不同的总线接口与 CPU12连接。

第三存储介质 15可为可移动设备，例如 U盘，通过 USB总线接口与 CPU12连接，也可为 SD/MMC卡等可移动装置。因 U盘等设备可移动，当 BootRom备份装置中各 BootRom出现故障时，可将 U盘取下，在其他系统修复更新 BootRom后，再利用 U盘中的 BootRom更新其他各 BootRom。还可利用该 U盘搜集故障日志，便于移动到其他系统诊断故障。

同理，本发明还可设置多个存储介质，分别通过多个不同的总线接口连接 CPU12。存储介质还可以是磁碟、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体，存储介质还可以焊接在单板上。第二存储介质 14可以与第一存储介质 13可以使用同一总线接口与 CPU连接，也可通过不同的总线接口与 CPU12连接。

配置逻辑模块 11包含图 2、图 3或图 4所示的各自模块。见图 7，配置逻辑模块 11还包括备用 BootRom选择子模块 118，在主用 BootRom启动失败后，选定一个与第一存储介质的总线接口不同的其他存储介质，指令配置子模块配置片选引脚，选择该存储介质内的备用 BootRom启动。例如，主用 BootRom启动失败后，在第三存储介质 15 内的备用 BootRom启动。通过选择不同总线接口存储介质内备用 BootRom 启动，很好的避免因总线故障备用 BootRom不能正常启动的问题，提高启动效率。基于上述 BootRom备份装置，还提供一种 BootRom备份方法。

BootRom备份方法第一实施例。

该实施例基于的 BootRom备份装置包括 CPU,存储主用 BootRom的第一存储介质，存储至少一个备用 BootRom的第二存储介质中，第一存储介质和第二存储介质分别与 CPU的不同片选引脚连接。见图 8。

步骤 81、配置片选引脚，选择主用 BootRom启动，如果 BootRom启动成功，写入启动成功标识；如果 BootRom启动失败，不写入启动成功标识。

步骤 82、判断主用 BootRom是否启动成功，如否，选择备用 BootRom启动，如是，等待复位。通过定时检测启动成功标识，如果检测不到启动成功标识，判定 BootRom启动失败，如果检测到启动成功标识，判定 BootRom启动成功。

如果该备用 BootRom启动失败，再选择另一备用 BootRom启动，直至启动成功。

BootRom备份方法第二实施例。

该实施例基于的 BootRom备份装置包括 CPU,存储主用 BootRom的第一存储介质，存储至少一个备用 BootRom的第二存储介质中，第一存储介质和第二存储介质分别与 CPU的不同片选引脚连接。还包括存储至少一个备用 BootRom的第三存储介质，第三存储介质和第一存储介质分别与不同的总线接口连接。见图 9。

步骤 91、该步骤与图 8所示步骤 81相同，不再赘述。步骤 92、判断主用 BootRom是否启动成功，如否，选择一个与第一存储介质的总线接口不同的存储介质，配置片选引脚，指令该存储介质内的备用 BootRom启动；如是，等待复位信号。

例如，第一存储装置为 Flashl , 用的是 Localbus总线连接 CPU, 第二存储介质为 Flash2，也用 Localbus总线连接 CPU, 第三存储介质为 SPI FLASH3 , 使用 SPI总线连接 CPU。 Flashl中的主用 BootRom启动失败后，因 Flash2的总线接口与 Flashl 相同，放弃启动 Flash2内的备用 BootRom,选择使用 SPI FLASH2内的备用 BootRom 启动。

通过选择不同总线接口存储介质内备用 BootRom启动，很好的避免因总线故障备用 BootRom不能正常启动的问题，提高启动效率。

BootRom备份方法第三实施例。

该实施例基于的 BootRom备份装置与图 7或图 8所示实施例相同，不再说明。见图 10。

步骤 101、该步骤与图 7所示步骤 71相同，不再赘述。

步骤 102、判断主用 BootRom是否启动成功，如否，选择备用 BootRom启动，存储启动失败模式数据；如是，等待复位。

步骤 103、备用 BootRom启动成功，依据启动失败模式数据判断主用 BootRom 是否为可恢复，如是，采用备用 BootRom更新主用 BootRom;如否，记录主用 BootRom 故障。

还可判断各 BootRom是否需要升级，如需要，升级该 BootRom; 如不需要，放弃升级。升级方式可同时升级各 BootRom, 也可选择任一 BootRom升级。将不需要升级的 BootRom设置为只读模式，不参与升级，保存原始数据，供后续分析使用。

本领域技术人员应该理解，本发明实施例中装置模块的划分为功能划分，实际具体结构可以为上述功能模块的拆分或合并。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

权利要求的内容记载的方案也是本发明实施例的保护范围。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例方法中的全部或部分处理是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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

权利要求

1、一种 BootRom备份装置，其特征在于，包括： CPU和配置逻辑模块，存储主用 BootRom的第一存储介质，存储至少一个备用 BootRom的第二存储介质，所述第一存储介质和所述第二存储介质分别与所述 CPU的不同片选引脚连接；所述配置逻辑模块，用于配置所述片选引脚，选择所述主用 BootRom启动，判断所述主用 BootRom是否启动成功，如否，选择所述备用 BootRom启动。
2、如权利要求 1所述的装置，其特征在于，所述第一存储介质和所述第二存储介质分别通过不同的总线接口与所述 CPU连接。
3、如权利要求 1所述的装置，其特征在于，还包括：

存储至少一个备用 BootRom的第三存储介质，所述第三存储介质和所述第一存储介质分别通过不同的总线接口与所述 CPU连接。
4、如权利要求 3所述的装置，其特征在于，所述第三存储介质为可移动设备。
5、如权利要求 1-4任一项所述的装置，其特征在于，所述配置逻辑模块包括配置子模块、计时检测子模块和启动判断子模块：

所述配置子模块，用于配置片选引脚，选择所述主用 BootRom启动；如果 BootRom启动成功，向所述计时检测子模块写入启动成功标识；如果 BootRom 启动失败，不向所述计时检测子模块写入所述启动成功标识；

所述计时检测子模块，用于定时检测所述启动成功标识，如果检测不到所述启动成功标识，提示所述启动判断子模块；

所述启动判断子模块，用于判定所述主用 BootRom启动是否失败，并且在失败情况下指令所述配置子模块重新配置片选引脚，选择所述备用 BootRom启动。
6、如权利要求 5所述的装置，其特征在于，所述配置逻辑模块还包括存储子模块和主用 BootRom更新子模块：

所述存储子模块，用于在所述主用 BootRom启动失败时，存储启动失败模式数据；

所述主用 BootRom更新子模块，用于依据启动失败模式数据判断所述主用 BootRom是否为可恢复，如是，采用所述备用 BootRom更新所述主用 BootRom。
7、如权利要求 5所述的装置，其特征在于，所述配置逻辑模块还包括升级子模块，用于判断各 BootRom是否需要升级，如需要，升级该 BootR<sub>0</sub>m。 8、如权利要求 7所述的装置，其特征在于，所述配置逻辑模块还包括保留子模块，用于将不准备升级的 BootRom设置为只读模式。
9、如权利要求 5所述的装置，其特征在于，所述配置逻辑模块还包括备用 BootRom选择子模块，用于在所述主用 BootRom启动失败后，选定一个与所述第一存储介质的总线接口不同的其他存储介质，指令所述配置子模块配置片选引脚，选择该存储介质内的备用 BootRom启动。

10、一种使用 BootRom备份装置对 BootRom进行备份的方法，所述 BootRom 备份装置包括 CPU, 存储主用 BootRom 的第一存储介质，存储至少一个备用 BootRom 的第二存储介质中，所述第一存储介质和所述第二存储介质分别与所述 CPU的不同片选引脚连接；所述方法包括：

配置所述片选引脚，选择所述主用 BootRom启动；

判断所述主用 BootRom是否启动成功，如否，选择所述备用 BootRom启动。
11、如权利要求 10所述的方法，其特征在于，判断所述主用 BootRom是否启动成功，包括：

如果 BootRom正常启动，写入启动成功标识；如果 BootRom故障，不写入启动成功标识；

定时检测启动成功标识，如果检测不到启动成功标识，判定 BootRom故障。
12、如权利要求 10所述的方法，其特征在于，所述 BootRom备份装置还包括存储至少一个备用 BootRom的第三存储介质，所述第三存储介质和所述第一存储介质分别通过不同的总线接口与所述 CPU连接，选择所述备用 BootRom启动包括：

选择一个与所述第一存储介质的总线接口不同的存储介质，配置片选引脚，指令该存储介质内的备用 BootRom启动。
13、如权利要求 10所述的方法，其特征在于，还包括：

如果所述主用 BootRom启动失败，存储启动失败模式数据；

依据所述启动失败模式数据判断所述主用 BootRom是否为可恢复，如是，采用所述备用 BootRom更新所述主用 BootRom 。
14、如权利要求 10所述的方法，其特征在于，还包括：

判断各 BootRom是否需要升级，如需要，升级该 BootRom。
15、如权利要求 14所述的方法，其特征在于，还包括：

将不需要升级的 BootRom设置为只读模式。