CN105677376A

CN105677376A - 引导程序传输方法、嵌入式系统及引导程序传输系统

Info

Publication number: CN105677376A
Application number: CN201410663372.2A
Authority: CN
Inventors: 鲍小云; 张红卫; 孙恒
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2014-11-19
Filing date: 2014-11-19
Publication date: 2016-06-15
Also published as: WO2016078222A1

Abstract

本发明了一种嵌入式系统的引导程序传输方法、嵌入式系统及引导程序传输系统，该方法包括：启动通用异步收发传输器UART；通过UART获取外部设备提供的引导程序UBOOT；运行UBOOT。通过本发明的实施，嵌入式系统及外部设备通过UART完成引导程序的传输，而UART是常用的通信接口，不需要为其提供专用软件，用户在具备UART接口的计算机上即可完成对嵌入式系统内引导程序的传输，操作简单，且与现有需要焊接/仿真器的引导程序传输方法相比，实现成本低。

Description

引导程序传输方法、嵌入式系统及引导程序传输系统

技术领域

本发明涉及嵌入式系统维护领域，特别地涉及一种嵌入式系统的引导程序传输方法、嵌入式系统及引导程序传输系统。

背景技术

在嵌入式系统中，设备，尤其是处理器一般从系统外接的存储单元(一般为FLASH存储器，如NORFLASH、NANDFLASH、SPIFLASH等)中读取引导程序，以引导系统启动，这些存储单元一般都是直接焊接在设备上，如果外接的存储单元中的引导程序丢失(如引导程序在升级过程中，突然断电)，会直接导致设备无法启动。

针对设备的引导程序丢失问题，常用的方法是把外接的存储单元从设备上焊下来，通过专门设备把引导程序重新烧录到FLASH中，再把FLASH重新焊接到设备中，这方法操作太复杂，需要专门人员和设备操作，而且操作次数多了，还可能永久性的损坏设备。如果设备带有JTAG接口，也可以通过仿真器，下载并运行引导程序，再把引导程序重新烧录到FLASH中，但这需要专门软件和设备人员操作。

因此，如何提供一种简单的引导程序传输方法，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种嵌入式系统的引导程序传输方法、嵌入式系统及引导程序传输系统，方法简单。

本发明提供了一种嵌入式系统的引导程序传输方法，在一个实施例中，该方法包括：启动通用异步收发传输器UART；通过UART获取外部设备提供的引导程序UBOOT；运行UBOOT。

进一步的，上述实施例在运行UBOOT之后还包括：初始化存储单元控制器，将UBOOT写入存储单元FLASH；或者，初始化网口、存储单元控制器及协议栈，连接网络，下载UBOOT并写入FLASH。

进一步的，上述实施例中的启动UART的步骤包括：配置UART，切换上电配置为UART启动，初始化UART。

进一步的，上述实施例中的通过UART获取外部设备提供的引导程序的步骤包括：通过UART获取外部设备提供的第二次装系统程序SPL，存储SPL至静态随机存储器SRAM，运行SPL，通过UART获取UBOOT、并存储至双倍速率同步动态随机存储器DDR；或者，通过UART获取UBOOT，存储至SRAM。

进一步的，上述实施例中的通过UART获取SPL和/或UBOOT的方式包括：采用异步文件传输协议XMODEM完成SPL和/或UBOOT的获取。

本发明也提供了一种嵌入式系统，在一个实施例中，其包括通用异步收发传输器UART，还包括：用于启动UART的启动模块；用于通过UART获取外部设备提供的引导程序UBOOT的获取模块；用于运行UBOOT的运行模块。

进一步的，上述实施例还包括写入模块，写入模块用于初始化存储单元控制器，将UBOOT写入存储单元FLASH，或者，初始化网口、协议栈，连接网络，下载UBOOT并写入FLASH。

进一步的，上述实施例中的启动模块具体用于配置UART，切换上电配置为UART启动，初始化UART。

进一步的，上述实施例中的获取模块具体用于通过UART获取外部设备提供的第二次装系统程序SPL，存储SPL至静态随机存储器SRAM，运行SPL，通过UART获取UBOOT、并存储至双倍速率同步动态随机存储器DDR，或者，通过UART获取UBOOT，存储至SRAM。

进一步的，上述实施例中的获取模块具体用于采用异步文件传输协议XMODEM完成SPL和/或UBOOT的获取。

对应的，本发明也提供了一种嵌入式系统引导程序的传输系统，其包括用于提供引导程序UBOOT的外部设备、及本发明提供的嵌入式系统。

本发明的有益效果：

本发明提供的方案，嵌入式系统及外部设备通过UART完成引导程序的传输，而UART是常用的通信接口，不需要为其提供专用软件，用户在具备UART接口的计算机上即可完成对嵌入式系统内引导程序的传输，如用来对引导程序进行恢复更新等，操作简单，且与现有需要焊接/仿真器的引导程序传输方法相比，实现成本低。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的引导程序传输系统的示意图；

图2为本发明第二实施例提供的引导程序传输方法的流程图；

图3为本发明第三实施例提供的引导程序传输方法的流程图。

具体实施方式

现通过具体实施方式结合附图的方式对本发明做出进一步的诠释说明。

第一实施例：

图1为本发明第一实施例提供的引导程序传输系统的示意图，由图1可知，在本实施例中，本发明提供的引导程序传输系统包括外部设备1及嵌入式系统2，其中，

外部设备1用于向嵌入式系统2提供引导程序UBOOT，在本发明中，只要外部设备1具有UART(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter，通用异步收发传输器，在应用时，其一般表现为一个单独的芯片)、并对外提供RS232等UART通信接口即可，如常用的计算机等；

嵌入式系统2与外部设备1基于UART完成引导程序的传输，其可以是常用的、具备UART及UART通信接口的嵌入式系统，嵌入式系统2通过UART通信线连接到外部设备1，启动UART，利用UART获取外部设备1提供的引导程序UBOOT，并运行引导程序UBOOT，以完成引导程序UBOOT的传输。

在一些实施例中，如图1所示，嵌入式系统2包括通用异步收发传输器UART21、启动模块22、获取模块23及运行模块24，其中，

UART21用于完成与外部设备1之间通信数据的传输；

启动模块22用于启动UART21；

获取模块23用于通过UART21获取外部设备提供的引导程序UBOOT；

运行模块24用于运行UBOOT。

在一些实施例中，如图1所示，嵌入式系统2还包括写入模块25及存储单元FLASH26，写入模块25用于初始化存储单元控制器，将UBOOT写入存储单元FLASH26，或者，初始化网口、协议栈，连接网络，下载UBOOT并写入FLASH26。

在一些实施例中，图1所示实施例中的启动模块22具体用于配置UART21，切换上电配置为UART启动，初始化UART21。

在一些实施例中，图1所示实施例中的获取模块23具体用于通过UART21获取外部设备1提供的第二次装系统程序SPL(SecondProgramLoader)，存储SPL至静态随机存储器SRAM(StaticRAM)，运行SPL，通过UART获取UBOOT、并存储至双倍速率同步动态随机存储器DDR(DoubleDataRate)，或者，通过UART获取UBOOT，存储至SRAM；在实施例应用中，根据SRAM存储空间的大小选择一种方式。

在一些实施例中，图1所示实施例中的获取模块23具体用于采用异步文件传输协议XMODEM完成SPL和/或UBOOT的获取，本实施例将在下文进行示例性的说明。

第二实施例：

图2为本发明第二实施例提供的引导程序传输方法的流程图，由图2可知，在本实施例中，本发明提供的引导程序传输方法包括以下步骤：

S201：启动通用异步收发传输器UART；

S202：通过UART获取外部设备提供的引导程序UBOOT；

S203：运行UBOOT。

在一些实施例中，图2所示实施例在步骤S203之后还包括：初始化存储单元控制器，将UBOOT写入存储单元FLASH；或者，初始化网口、存储单元控制器及协议栈，连接网络，下载UBOOT并写入FLASH。

在一些实施例中，图2所示实施例中的步骤S201包括：配置UART，切换上电配置为UART启动，初始化UART。

在一些实施例中，图2所示实施例中的步骤S202包括：通过UART获取外部设备提供的第二次装系统程序SPL，存储SPL至静态随机存储器SRAM，运行SPL，通过UART获取UBOOT、并存储至双倍速率同步动态随机存储器DDR；或者，通过UART获取UBOOT，存储至SRAM。

在一些实施例中，上述实施例中的通过UART获取SPL和/或UBOOT的方式包括：采用异步文件传输协议XMODEM完成SPL和/或UBOOT的获取。

现通过具体应用实例对本发明做进一步的诠释说明。

第三实施例：

在本实施例中，本发明中的嵌入式系统通过CPU及UART和外部设备(如计算机)之间的相互配合，实现通过UART完成引导系统启动的目的。此时，设备CPU配置有UART芯片以及相应管脚，CPU内部自带的BOOTROM(主要完成上电配置的判断，以及各种上电配置的实现，如UART、SPIFLASH、NANDFLASH的启动实现，本申请主要涉及UART启动，以及数据下载相关协议的实现)，并且支持UART启动，CPU配置上电配置管脚，当上电配置为UART启动时，选择从UART启动，上电配置管脚采用与其他IO复用的方式，这样不额外占用CPU管脚，并且CPU内部集成一定大小的SRAM(至少几K大小)，嵌入式系统具备UART调试接口及上电配置电路或开关，方便选择上电启动类型；外部设备提供RS232接口(UART通讯接口)及串口通讯软件。

如图3所示，在本实施例中，本发明提供的引导程序传输方法包括以下步骤：

S301：CPU内置BOOTROMUART启动；

S302：BOOTROMUART初始化CPU，获取上电配置；

S303：当上电配置为UART启动时，初始化UART模块，设定UART波特率；

本步骤需要先判断上电配置是否为UART启动，如果是，则执行步骤S303，如果不是，则执行其他启动处理，如NANDFLASH启动；

UART波特率可以根据实际情况设置，如设置为115200；

S304：进入人机交互界面，等待接收并处理串口输入的命令；

S305：串口输入B-UART命令，开始启动UART接收，接收计算机传入的引导程序UBOOT；

在本步骤中，需要判断SRAM存储空间的大小，若SRAM存储空间较小，如为几K大小，那么，本步骤具体为：先通过UART获取第二次装系统程序SPL，存储SPL至静态随机存储器SRAM，运行SPL，通过UART获取UBOOT、并存储至双倍速率同步动态随机存储器DDR；对应的，若SRAM存储空间较大，如为几百K大小，那么，本步骤具体为：直接通过UART获取UBOOT，存储至SRAM；

S306：判断引导程序UBOOT是否下载成功；

如下载超时，或计算机侧中断传输等都认为下载失败；如果下载成功，则执行步骤S307，如果下载失败，则回转步骤S304；

S307：运行引导程序UBOOT，启动系统，并将UBOOT存储到FLASH；

初始化存储单元控制器，将UBOOT写入存储单元FLASH，或者，初始化网口、协议栈，连接网络，下载UBOOT并写入FLASH。

在一些实施例中，若嵌入式系统与外部设备之间数据的传输有很多种实现方式；如，计算机直接发裸数据，CPU接收，接收完运行版本，还可以增加一些差错检测以及重传机制，例如嵌入式系统与外部设备之间采用XMODEM协议完成数据接收时，包括以下步骤：

a：嵌入式系统准备开始XMODEM协议接收；

初始化内部数据，期望序号为1；

b：嵌入式系统发送C报文，并等待接收数据；

如果在规定时间内收到数据，则转到d处理(采用CRC校验)；如果超时了，则转到c处理；

c：发送NAK，并等待接收数据；

如果在规定时间内收到数据，则转到d处理(采用SUM校验)；如果超时了，则，发送CAN，并结束处理；

d：接收第一个数据，并分析；

如果收到的是SOH，表明后面数据交互用的是XMODEM协议，数据长度为128；如果收到的是STX，表明后面数据交互用的是1K-XMODEM协议，数据长度为1024；如果收到的是EOT，表明传输结束，发送ACK，结束处理；如果收到的是CAN，表示发送端取消数据传输，发送ACK，结束处理；如果收到的是其他数据或者接收超时，发送ACK，结束处理；

e：接收完剩余的数据；

剩余的长度依赖于协议类型和校验类型，为2(包序号长度)+协议数据长度(128/1024)+校验长度(1/2)，其中XMODEM协议数据长度为128，1K-XMODEM协议数据长度为1024，CRC校验长度为2，SUM校验长度为1。如果顺利收完，转到f处理；如果出错，如接收超时，则发送NAK，返回步骤d；

f：判断序号是否正确；

判断依据：SOH后面的2个字节序号数据(数据0+数据1)，满足取反的关系(数据0等于数据1取反)，并且包序号(数据0)等于期望序号，或者等于期望序号-1(上一个包)。如果序号正确，转到g处理；如果序号不正确，则发送NAK，返回步骤d；

g：根据校验类型(b/c确定)，对数据进行校验(CRC/SUM)，如果校验正确，转到h处理；如果校验不正确，则发送NAK，返回步骤d；

h：判断包序号是否等于期望序号；

如果等于，表明是期望的包，转i处理；如果不等于，表明上一个重传包，转到j处理；

i:处理期望的包，期望序号+1，保存接收到的数据，重传次数传输到最大值，如25，则发送ACK，返回步骤d(接收一下个包)；

j：处理重传包，重传次数-1，判断重传次数是否大于0；

如果大于0，则发送ACK，返回步骤d(接收一下个包)；如果小于/等于0，则发送CAN(取消接收)，执行步骤k；

k：结束接收，返回最终接收结果；接收成功，返回接收到的数据长度；接收失败，返回失败码。

综上可知，通过本发明的实施，至少存在以下有益效果：

嵌入式系统及外部设备通过UART完成引导程序的传输，而UART是常用的通信接口，不需要为其提供专用软件，用户在具备UART接口的计算机上即可完成对嵌入式系统内引导程序的传输，如用来对引导程序进行恢复更新等，操作简单，且与现有需要焊接/仿真器的引导程序传输方法相比，实现成本低。

以上仅是本发明的具体实施方式而已，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任意简单修改、等同变化、结合或修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

1.一种嵌入式系统的引导程序传输方法，其特征在于，包括：

启动通用异步收发传输器UART；

通过所述UART获取外部设备提供的引导程序UBOOT；

运行所述UBOOT。

2.如权利要求1所述的引导程序传输方法，其特征在于，在运行所述UBOOT之后还包括：

初始化存储单元控制器，将所述UBOOT写入存储单元FLASH；

或者，

初始化网口、存储单元控制器及协议栈，连接网络，下载所述UBOOT并写入所述FLASH。

3.如权利要求1所述的引导程序传输方法，其特征在于，所述启动UART的步骤包括：配置所述UART，切换上电配置为UART启动，初始化所述UART。

4.如权利要求1至3任一项所述的引导程序传输方法，其特征在于，所述通过所述UART获取外部设备提供的引导程序的步骤包括：

通过所述UART获取所述外部设备提供的第二次装系统程序SPL，存储所述SPL至静态随机存储器SRAM，运行所述SPL，通过所述UART获取所述UBOOT、并存储至双倍速率同步动态随机存储器DDR；

或者，

通过所述UART获取所述UBOOT，存储至所述SRAM。

5.如权利要求4所述的引导程序传输方法，其特征在于，通过所述UART获取所述SPL和/或所述UBOOT的方式包括：采用异步文件传输协议XMODEM完成所述SPL和/或所述UBOOT的获取。

6.一种嵌入式系统，其特征在于，包括通用异步收发传输器UART，还包括：

用于启动所述UART的启动模块；

用于通过所述UART获取外部设备提供的引导程序UBOOT的获取模块；

用于运行所述UBOOT的运行模块。

7.如权利要求6所述的嵌入式系统，其特征在于，还包括写入模块，所述写入模块用于初始化存储单元控制器，将所述UBOOT写入存储单元FLASH，或者，初始化网口、协议栈，连接网络，下载所述UBOOT并写入所述FLASH。

8.如权利要求6所述的嵌入式系统，其特征在于，所述启动模块具体用于配置所述UART，切换上电配置为UART启动，初始化所述UART。

9.如权利要求6至8任一项所述的嵌入式系统，其特征在于，所述获取模块具体用于通过所述UART获取所述外部设备提供的第二次装系统程序SPL，存储所述SPL至静态随机存储器SRAM，运行所述SPL，通过所述UART获取所述UBOOT、并存储至双倍速率同步动态随机存储器DDR，或者，通过所述UART获取所述UBOOT，存储至所述SRAM。

10.如权利要求9所述的嵌入式系统，其特征在于，所述获取模块具体用于采用异步文件传输协议XMODEM完成所述SPL和/或所述UBOOT的获取。

11.一种嵌入式系统的引导程序传输系统，其特征在于，包括用于提供引导程序UBOOT的外部设备、及如权利要求6至10任一项所述的嵌入式系统。