CN108170480A - 一种基于u-boot引导μC/OS操作系统的启动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于u‑boot引导μC/OS操作系统的启动方法，涉及μC/OS操作系统。首先在liunx环境下对u‑boot进行配置，并按不同需求修改u‑boot配置文件中的宏定义，得到特定开发板对应的u‑boot代码，将特定开发板对应的u‑boot源码编译成uboot.bin二进制文件，并将其烧写到特定开发板上；然后配置μC/OS操作系统的相关参数并编译成可执行ucos.bin镜像文件，运行uboot.bin二进制文件，通过tftp服务将编译的ucos.bin镜像文件下装到开发板上的存储位置；解析并执行环境变量的bootcmd命令，通过go指令跳转到内存地址，将pc指针指向μC/OS操作系统的第一条指令，完成u‑boot引导μC/OS操作系统的启动。本发明的u‑boot几乎支持所有处理器架构，cpu的启动代码在编译时选择当前cpu即可；操作方便，简单灵活。
Description
技术领域
本发明涉及μC/OS操作系统，具体是一种基于u-boot引导μC/OS操作系统的启动方法。
背景技术
μC/OS操作系统基于ROM运行，具有可裁剪、抢占式，能实时多任务内核以及高度的可移植性等特点，适合于微处理器和控制器，是一种被应用于很多商业系统的实时操作系统。
u-boot为开源代码，涵盖了绝大多数的处理器架构，能支持大量驱动；其目前要支持的目标操作系统是OpenBSD,NetBSD,FreeBSD,4.4BSD,Linux,SVR4,Esix,Solaris,Irix,SCO,Dell,NCR,VxWorks,LynxOS,pSOS,QNX,RTEMS,ARTOS,android等。
μC/OS官方提供的板级支持包多数运行在keil,iar等软件，在这些软件中启动代码均不相同；但是，所有的启动代码一部分依赖软件架构，另一方面依赖cpu的体系架构，当开发官网不支持的cpu时，需要开发cpu体系架构相关代码及软件相关的启动代码，并且多数代码都是汇编语言编写，开发有一定难度；
μC/OS官方提供的板级支持包提供的启动方式较少，一般只有一个固化的flash和基于片上的ROM启动两种，启动方式相对单一，当板上的某些与启动相关的元器件出现问题时，问题难于查找定位；
同时，μC/OS官方提供的板级支持包能提供的驱动程序也很少。
发明内容
本发明针对上述问题，提出一种基于u-boot引导μC/OS操作系统的启动方法；
具体步骤如下：
步骤一、在liunx环境下对u-boot进行配置，并按不同需求修改u-boot配置文件中的宏定义，得到特定开发板对应的u-boot代码；
配置文件格式为x-x-defconfig；包含cpu型号、cpu架构、启动方式、内存配置以及依赖的官方公板；在liunx环境下，通过make x-x-defconfig完成u-boot配置。
修改u-boot配置文件包括：裁剪、修改及添加特殊功能；
对开发板上不需要实现的功能，通过屏蔽config.h文件中对应的宏定义将u-boot中相关代码裁剪；
对开发板与官方公板有差异的器件，更改u-boot中对应器件的相关配置信息；
对开发板添加的某项新功能，并且官方公板不支持的功能，在u-boot中添加对应的源代码。
步骤二、将特定开发板对应的u-boot源码编译成uboot.bin二进制文件；
步骤三、将二进制文件烧写到特定开发板上；
步骤四、配置μC/OS操作系统的相关参数并编译成可执行ucos.bin镜像文件；
相关参数包括：选择运行的内存地址空间，堆栈空间等；
步骤五、运行uboot.bin二进制文件，通过tftp服务将编译的ucos.bin镜像文件下装到开发板上的存储位置；
通过命令“tftp内存特定地址ucos.bin”，把ucos.bin镜像文件下装到内存特定地址，通过命令“sf probe；sf update flash特定地址镜像大小”把ucos.bin镜像文件从内存特定地址写到flash特定地址。
步骤六、u-boot运行后，解析并执行环境变量的bootcmd命令，通过go指令跳转到内存地址，将pc指针指向μC/OS操作系统的第一条指令，完成u-boot引导μC/OS操作系统的启动。
bootcmd命令是指：“bootcmd＝sf probe；sf read内存地址读取镜像大小；go内存地址”；执行命令的过程从内存中读取ucos.bin镜像文件到内存的特定地址。
本发明的优点在于：u-boot几乎支持所有处理器架构，cpu的启动代码在编译时选择当前cpu即可；操作方便，简单灵活。
附图说明
图1为本发明一种基于u-boot引导μC/OS操作系统的启动方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方法进行详细说明。
μC/OS操作系统官方提供的驱动较少，例如imx6板，官方仅提供系统运行的定时器驱动，其余外设均不支持。u-boot几乎支持所有处理器架构，cpu的启动代码不需要开发，只在编译时选择当前cpu即可；启动方式开发，编译目标板的配置即可，u-boot下通常包含多种启动方式，例如nandflash、norflash、spiflash、sd卡等；驱动开发，u-boot包含大量的驱动源码，通过修改配置文件中宏定义，即可选择编译所需驱动，例如在imx6板开发中，DDR驱动、串口驱动、EIM总线驱动、LED驱动、GPIO驱动均由u-boot提供。
一种基于u-boot引导μC/OS操作系统的启动方法；如图1所示，具体步骤如下：
步骤一、在liunx环境下对u-boot进行配置，并按不同需求修改u-boot配置文件中的宏定义，得到特定开发板对应的u-boot代码；
配置文件格式为x-x-defconfig；包含cpu型号、cpu架构、启动方式、内存配置以及依赖的官方公板；在liunx环境下，通过make x-x-defconfig命令完成u-boot配置。
本实施例采用外设有串口、网口、双口RAM、CPLD和norflash的imx6板；配置文件为mx6slevk-spinor-defconfig，包含了cpu型号为imx6sl，架构为arm，内存的配置为imximage.cfg文件，启动方式为spinorflash。
在linux的环境下输入make mx6slevk-spinor-defconfig完成uboot的配置。
修改u-boot配置文件包括：裁剪、修改及添加特殊功能；
对开发板上不需要实现的功能，例如lcd、usb功能，通过屏蔽config.h文件中对应的宏定义将u-boot中相关代码裁剪；
针对imx6板，删除USB驱动操作为：屏蔽命令CONFIG_CMD_USB；删除触摸屏驱动通过屏蔽CONFIG_SPLASH_SCREEN实现。
对开发板与官方公板有差异的器件，如phy芯片的型号；更改u-boot中对应器件的相关配置信息；
通过修改include/config/mx6slevk.h文件，修改phy芯片的配置为：将命令CONFIG_PHY_SMSC替换为CONFIG_PHY_MICREL。修改SPI配置为：将命令CONFIG_SPI_FLASH_STMICRO替换为CONFIG_SPI_FLASH_WINBOND。
对开发板添加的某项新功能，并且官方公板不支持的功能，如EIM总线上挂的CPLD，在u-boot中添加对应的源代码。
增加默认的环境变量的设置，包括MAC地址，服务器IP，本机IP等。修改“bootcmd＝sf probe；sf read 0x200000 0x100000；go 0x200000”，添加环境变量“loaducos＝sfprobe；sf erase 0x200000 0x100000；sf write 0x80800000 0x200000 0x100000”用来烧写ucos.bin文件。
在driver/gpio添加自定义文件eimConfig.c，里面包含EIM总线的配置和一些gpio引脚的初始化，修改同级目录下的makefile文件，添加obj-y+＝eimConfig.o。
步骤二、将特定开发板对应的u-boot源码编译成uboot.bin二进制文件；
在u-boot下源码的根目录下通过make命令编译生成uboot.bin文件。
步骤三、将二进制文件烧写到特定开发板上；
将uboot.bin文件通过SD卡启动的方式用编程器烧写到norflash起始地址为0x400的位置。
步骤四、配置μC/OS操作系统的相关参数并编译成可执行ucos.bin镜像文件；
相关参数包括：选择运行的内存地址空间，堆栈空间等；
针对imx6板，配置ucos源码具体为：通过修改MCIMX6L_VRAM.icf分散加载文件，修改RAM_start_即修改物理内存的起始地址为0x80000000，修改RAM_end_即修改物理内存的结束地址为0x90000000；
然后通过iar开发环境添加应用程序代码，将ucos源码编译生成ucos.bin文件。
程序一共包含uboot.bin和ucos.bin两个镜像文件，uboot.bin文件固化在norflash地址为0x400，ucos.bin文件固化在norflash地址为0x200000。
步骤五、运行uboot.bin二进制文件，通过tftp服务将编译的ucos.bin镜像文件下装到开发板上的存储位置；
通过命令“tftp内存特定地址ucos.bin”，把ucos.bin镜像文件下装到内存特定地址，通过命令“sf probe；sf update flash特定地址镜像大小”把ucos.bin镜像文件从内存特定地址写到flash特定地址。
步骤六、u-boot运行后，解析并执行环境变量的bootcmd命令，通过go指令跳转到内存地址，将pc指针指向μC/OS操作系统的第一条指令，完成u-boot引导μC/OS操作系统的启动。
当imx6板上电时，uboot.bin被搬移到的内存地址为0x87800000，然后uboot开始执行，当uboot执行到解析环境变量时，uboot将ucos.bin搬移到内存地址为0x8a000000，然后使pc指针跳转到0x8a000000地址执行ucos.bin文件。
bootcmd命令是指：“bootcmd＝sf probe；sf read内存地址读取镜像大小；go内存地址”；执行命令的过程从内存中读取ucos.bin镜像文件到内存的特定地址。
增加自定义驱动，在config.h中修改环境变量，实现把ucos.bin文件读到内存的特定地址，修改pc指针，使pc指针指向μC/OS的第一条指令。
本发明采用的imx6板添加了EIM总线驱动，修改了config.h文件中的phy芯片的参数，norflash的型号，启动参数修改为bootcmd＝run norfboot、norfboot＝sf probe；sfread${loadaddr}0x200000 0x100000；go${loadaddr}。
固化文件:uboot.bin通过编程器进行烧写，OS2.bin通过uboot tftp服务进行烧写。
imx6板上电重启，通过按任意键停在uboot下，然后通过执行run loaducos命令，即可完成将ucos.bin文件烧写到norflash中。然后imx6板重启，自动运行，即可实现uboot引导μC/OS操作系统启动。
Claims (5)
1.一种基于u-boot引导μC/OS操作系统的启动方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一、在liunx环境下对u-boot进行配置，并按不同需求修改u-boot配置文件中的宏定义，得到特定开发板对应的u-boot代码；
修改u-boot配置文件包括：裁剪、修改及添加特殊功能；
对开发板上不需要实现的功能，通过屏蔽config.h文件中对应的宏定义将u-boot中相关代码裁剪；
对开发板与官方公板有差异的器件，更改u-boot中对应器件的相关配置信息；
对开发板添加的某项新功能，并且官方公板不支持的功能，在u-boot中添加对应的源代码；
步骤二、将特定开发板对应的u-boot源码编译成uboot.bin二进制文件；
步骤三、将二进制文件烧写到特定开发板上；
步骤四、配置μC/OS操作系统的相关参数并编译成可执行ucos.bin镜像文件；
步骤五、运行uboot.bin二进制文件，通过tftp服务将编译的ucos.bin镜像文件下装到开发板上的存储位置；
通过命令“tftp内存特定地址ucos.bin”，把ucos.bin镜像文件下装到内存特定地址，通过命令“sf probe；sf update flash特定地址镜像大小”把ucos.bin镜像文件从内存特定地址写到flash特定地址；
步骤六、u-boot运行后，解析并执行环境变量的bootcmd命令，通过go指令跳转到内存地址，将pc指针指向μC/OS操作系统的第一条指令，完成u-boot引导μC/OS操作系统的启动。
2.如权利要求1所述的一种基于u-boot引导μC/OS操作系统的启动方法，其特征在于，步骤一中，所述的配置文件格式为x-x-defconfig；包含cpu型号、cpu架构、启动方式、内存配置以及依赖的官方公板；在liunx环境下，通过make x-x-defconfig完成u-boot配置。
3.如权利要求1所述的一种基于u-boot引导μC/OS操作系统的启动方法，其特征在于，所述的步骤二中，在u-boot下源码的根目录下通过make命令编译生成uboot.bin文件。
4.如权利要求1所述的一种基于u-boot引导μC/OS操作系统的启动方法，其特征在于，步骤四中，所述的相关参数包括：选择运行的内存地址空间，堆栈空间。
5.如权利要求1所述的一种基于u-boot引导μC/OS操作系统的启动方法，其特征在于，步骤六中，所述的bootcmd命令是指：“bootcmd＝sf probe；sf read内存地址读取镜像大小；go内存地址”；执行命令的过程从内存中读取ucos.bin镜像文件到内存的特定地址。
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