CN110515665B - 一种处理器系统的启动方法、系统及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种处理器系统的启动方法、系统及装置，将SD卡的存储区域划分为INFO分区和DATA分区，INFO分区存放的是系统启动文件的搬移信息，DATA分区存放的是系统启动文件。在系统开机时执行ROM中的boot程序：首先读取INFO分区，获取系统启动文件的搬移信息，然后根据搬移信息将系统启动文件从DATA分区搬移至DDR内存。由于SD卡的存储内容可以更改，所以系统启动文件的内容及其搬移信息可灵活配置。当系统启动文件需要修改或升级，亦或是存放系统启动文件的SD卡物理区域有损坏时，只需重新烧录SD卡，固化在ROM中的boot程序便可正确地搬移系统启动文件至DDR内存，从而实现系统正常启动。

Description

一种处理器系统的启动方法、系统及装置
技术领域
本发明涉及处理器启动领域，特别是涉及一种处理器系统的启动方法、系统及装置。
背景技术
随着处理器的发展，RISC-V(Reduced Instruction Set Computing-Five，第五代精简指令集计算)处理器因其高性能逐渐得到广泛应用。目前，RISC-V处理器通常采用SD(Secure Digital，安全数码)卡引导系统启动。具体地，SD卡中提前存储好系统启动文件，系统ROM(Read-Only Memory，只读存储器)中固化的boot(启动)程序中提前写入与系统启动文件相关的搬移信息(不可更改)：系统启动文件在SD卡的物理存放位置及系统启动文件搬移至DDR(Double Data Rate，双倍速率)内存的目的地址。当系统开机时，执行boot程序，以根据与系统启动文件相关的搬移信息将SD卡中的系统启动文件搬移至DDR内存，然后执行系统启动文件以引导系统启动。但是，一旦系统启动文件需要修改或升级，亦或是存放系统启动文件的SD卡物理区域有损坏时，固化在ROM中的boot程序都将无法正确地搬移系统启动文件至DDR内存，从而导致系统无法启动。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种处理器系统的启动方法、系统及装置，当系统启动文件需要修改或升级，亦或是存放系统启动文件的SD卡物理区域有损坏时，只需重新烧录SD卡，固化在ROM中的boot程序便可正确地搬移系统启动文件至DDR内存，从而实现系统正常启动。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种处理器系统的启动方法，包括：
预先将系统中SD卡的存储区域划分为用于存放系统启动文件的DATA分区和用于存放所述系统启动文件的搬移信息的INFO分区；
在系统开机时，执行系统ROM中的boot程序，以从所述INFO分区中读取所述搬移信息，并根据所述搬移信息将所述系统启动文件从DATA分区搬移至系统的DDR内存；
执行所述DDR内存中的系统启动文件，引导系统启动。
优选地，当所述系统启动文件发生修改或升级时，所述处理器系统的启动方法还包括：
根据修改或升级后的新系统启动文件更新所述DATA分区的存放内容；
根据所述新系统启动文件在所述DATA分区的物理存放位置更新所述INFO分区中存放的搬移信息。
优选地，当存放所述系统启动文件的DATA分区有部分损坏时，所述处理器系统的启动方法还包括：
将所述系统启动文件重新烧录至所述DATA分区中未损坏的存储区域；
根据所述系统启动文件在所述DATA分区的新物理存放位置更新所述INFO分区中存放的搬移信息。
优选地，在存放所述系统启动文件的DATA分区有部分损坏之后，在将所述系统启动文件重新烧录至所述DATA分区中未损坏的存储区域之前，所述处理器系统的启动方法还包括：
获取所述DATA分区中未损坏的存储区域的剩余存储空间；
判断所述剩余存储空间是否足够存储所述系统启动文件，若是，则执行所述将所述系统启动文件重新烧录至所述DATA分区中未损坏的存储区域的步骤；若否，则不执行所述将所述系统启动文件重新烧录至所述DATA分区中未损坏的存储区域的步骤。
优选地，所述处理器系统的启动方法还包括：
当所述剩余存储空间不足够存储所述系统启动文件时，控制提示器发出表示SD卡剩余存储空间不足的提示信息。
优选地，所述搬移信息包括所述系统启动文件在所述DATA分区的物理存放位置、所述系统启动文件搬移至所述DDR内存的目的地址。
优选地，所述物理存放位置包括所述系统启动文件在所述DATA分区的LBA初始位置、所述系统启动文件占用的LBA数目。
优选地，所述系统启动文件包括FSBL文件、BBL文件、DTB文件及KERNEL文件。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种处理器系统的启动系统，包括：
划分模块，用于预先将系统中SD卡的存储区域划分为用于存放系统启动文件的DATA分区和用于存放所述系统启动文件的搬移信息的INFO分区；
文件搬移模块，用于在系统开机时，执行系统ROM中的boot程序，以从所述INFO分区中读取所述搬移信息，并根据所述搬移信息将所述系统启动文件从DATA分区搬移至系统的DDR内存；
启动模块，用于执行所述DDR内存中的系统启动文件，引导系统启动。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种处理器系统的启动装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
控制器，用于在执行所述计算机程序时实现上述任一种处理器系统的启动方法的步骤。
本发明提供了一种处理器系统的启动方法，将SD卡的存储区域划分为INFO分区和DATA分区，INFO分区存放的是系统启动文件的搬移信息，DATA分区存放的是系统启动文件。在系统开机时，执行系统ROM中的boot程序：首先读取INFO分区，获取系统启动文件的搬移信息，然后根据搬移信息将系统启动文件从DATA分区搬移至系统的DDR内存。由于SD卡的存储内容可以更改，所以系统启动文件的内容及其搬移信息可灵活配置。当系统启动文件需要修改或升级，亦或是存放系统启动文件的SD卡物理区域有损坏时，只需重新烧录SD卡，固化在ROM中的boot程序便可正确地搬移系统启动文件至DDR内存，从而实现系统正常启动。
本发明还提供了一种处理器系统的启动系统及装置，与上述启动方法具有相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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为本发明实施例提供的一种处理器系统的启动方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种RISC-V处理器启动的硬件原理图；
图3为本发明实施例提供的一种处理器系统的启动系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种处理器系统的启动方法、系统及装置，当系统启动文件需要修改或升级，亦或是存放系统启动文件的SD卡物理区域有损坏时，只需重新烧录SD卡，固化在ROM中的boot程序便可正确地搬移系统启动文件至DDR内存，从而实现系统正常启动。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种处理器系统的启动方法的流程图。
该处理器系统的启动方法包括：
步骤S1：预先将系统中SD卡的存储区域划分为用于存放系统启动文件的DATA分区和用于存放系统启动文件的搬移信息的INFO分区。
具体地，考虑到RISC-V处理器系统中SD卡的存储内容可以更改，所以本申请对SD卡进行改进：将SD卡的存储区域划分为DATA(数据)分区和INFO(信息)分区，其中，DATA分区用于存放系统启动文件，INFO分区用于存放系统启动文件的搬移信息(起到系统启动文件从DATA分区搬移至系统的DDR内存的指导作用)。当DATA分区存放的系统启动文件发生变化时，INFO分区存放的系统启动文件的搬移信息可随之发生变化(实现方式：重新烧录SD卡)，即系统启动文件的内容及其搬移信息可实现灵活配置。
步骤S2：在系统开机时，执行系统ROM中的boot程序，以从INFO分区中读取搬移信息，并根据搬移信息将系统启动文件从DATA分区搬移至系统的DDR内存。
具体地，基于步骤S1对SD卡的改进，固化在系统ROM中的boot程序中无需再提前写入系统启动文件的搬移信息，只需提前写入INFO分区在SD卡的物理存放位置即可。在系统开机时，执行系统ROM中的boot程序：根据INFO分区在SD卡的物理存放位置读取INFO分区的存放内容，以获取系统启动文件的搬移信息；根据系统启动文件的搬移信息将系统启动文件从DATA分区搬移至DDR内存。
可见，当DATA分区存放的系统启动文件发生变化且INFO分区存放的系统启动文件的搬移信息随之发生变化时，固化在ROM中的boot程序仍可正确地获取系统启动文件的当前搬移信息，从而成功将系统启动文件从DATA分区搬移至DDR内存。
步骤S3：执行DDR内存中的系统启动文件，引导系统启动。
具体地，当系统启动文件从DATA分区完全搬移至DDR内存后，本申请可执行DDR内存中的系统启动文件，从而引导系统启动。更具体地，系统启动文件包括FSBL(First StageBoot Loader，第一阶段引导加载程序)文件、BBL(Berkeley Boot Loader，伯克利引导加载程序)文件、DTB(Device Tree Blob，二进制设备树)文件及KERNEL(实时操作系统)文件，执行顺序为FSBL文件、DTB文件、BBL文件、KERNEL文件。其中，DTB：.dtb是二进制格式的设备树(由一系列被命名的结点和属性组成，用来描述电路板上CPU、总线、设备等信息)描述，可由Linux(操作系统)内核解析，bootloader(启动装载)在引导KERNEL的过程中，会先读取该.dtb到内存；BBL文件用于引导系统启动。
此外，请参照图2，图2为本发明实施例提供的一种RISC-V处理器启动的硬件原理图。图2中，AXI(Advanced eXtensible Interface，总线协议)_BUS(总线)，SPI(SerialPeripheral Interface，串行外设接口)_CTRL(control，控制)，TX(transport，发送)_FIFO(First Input First Output，先进先出)，RX(receive，接收)_FIFO。RISC-V处理器经SPI控制器从SD卡中读取其存放内容，在执行ROM中boot程序时，将SD卡中DATA分区的系统启动文件搬移至DDR内存中。
本发明提供了一种处理器系统的启动方法，将SD卡的存储区域划分为INFO分区和DATA分区，INFO分区存放的是系统启动文件的搬移信息，DATA分区存放的是系统启动文件。在系统开机时，执行系统ROM中的boot程序：首先读取INFO分区，获取系统启动文件的搬移信息，然后根据搬移信息将系统启动文件从DATA分区搬移至系统的DDR内存。由于SD卡的存储内容可以更改，所以系统启动文件的内容及其搬移信息可灵活配置。当系统启动文件需要修改或升级，亦或是存放系统启动文件的SD卡物理区域有损坏时，只需重新烧录SD卡，固化在ROM中的boot程序便可正确地搬移系统启动文件至DDR内存，从而实现系统正常启动。
在上述实施例的基础上：
作为一种可选地实施例，当系统启动文件发生修改或升级时，处理器系统的启动方法还包括：
根据修改或升级后的新系统启动文件更新DATA分区的存放内容；
根据新系统启动文件在DATA分区的物理存放位置更新INFO分区中存放的搬移信息。
进一步地，当系统启动文件发生修改或升级时，SD卡的DATA分区和INFO分区中原本存放的内容需要适应性修改。已知DATA分区中存放的是系统启动文件，所以本申请需根据修改或升级后的新系统启动文件更新DATA分区的存放内容，即DATA分区在更新后存放的是新系统启动文件。
可以理解的是，INFO分区中存放的系统启动文件的搬移信息应随之更新(实现方式：重新烧录SD卡)，本申请需根据新系统启动文件在DATA分区的物理存放位置，更新INFO分区中存放的系统启动文件的搬移信息，即INFO分区在更新后存放的是新系统启动文件的搬移信息。
作为一种可选地实施例，当存放系统启动文件的DATA分区有部分损坏时，处理器系统的启动方法还包括：
将系统启动文件重新烧录至DATA分区中未损坏的存储区域；
根据系统启动文件在DATA分区的新物理存放位置更新INFO分区中存放的搬移信息。
进一步地，当存放系统启动文件的DATA分区有部分损坏时，为了不影响系统后续启动，本申请有两种选择方式：1)选择一张未损坏的新SD卡，然后重新烧录该新SD卡；2)检测SD卡的存储性能，找到SD卡的DATA分区中未损坏的存储区域，将系统启动文件重新烧录至DATA分区中未损坏的存储区域；INFO分区中存放的系统启动文件的搬移信息应随之更新，本申请需根据系统启动文件在DATA分区的新物理存放位置，更新INFO分区中存放的系统启动文件的搬移信息，即INFO分区在更新后存放的是重新烧录的系统启动文件的搬移信息。
由于第二种方式相比于第一种方式来说，可提高SD卡的使用效率，所以本申请选择第二种方式。
作为一种可选地实施例，在存放系统启动文件的DATA分区有部分损坏之后，在将系统启动文件重新烧录至DATA分区中未损坏的存储区域之前，处理器系统的启动方法还包括：
获取DATA分区中未损坏的存储区域的剩余存储空间；
判断剩余存储空间是否足够存储系统启动文件，若是，则执行将系统启动文件重新烧录至DATA分区中未损坏的存储区域的步骤；若否，则不执行将系统启动文件重新烧录至DATA分区中未损坏的存储区域的步骤。
进一步地，考虑到DATA分区在有部分损坏之后，其未损坏的存储区域的剩余存储空间可能不足够存储系统启动文件，导致系统启动文件重新烧录失败，所以本申请可在将系统启动文件重新烧录至DATA分区中未损坏的存储区域之前，首先获取DATA分区中未损坏的存储区域的剩余存储空间，然后判断剩余存储空间是否足够存储系统启动文件(可通过剩余存储空间与系统启动文件所占存储空间的大小比较结果判断，可以理解的是，当剩余存储空间小于系统启动文件所占的存储空间时，剩余存储空间不足够存储系统启动文件；否则，剩余存储空间足够存储系统启动文件)，若剩余存储空间足够存储系统启动文件，则可执行将系统启动文件重新烧录至DATA分区中未损坏的存储区域的步骤；若剩余存储空间不足够存储系统启动文件，则无需执行将系统启动文件重新烧录至DATA分区中未损坏的存储区域的步骤。
作为一种可选地实施例，处理器系统的启动方法还包括：
当剩余存储空间不足够存储系统启动文件时，控制提示器发出表示SD卡剩余存储空间不足的提示信息。
进一步地，当DATA分区中未损坏的存储区域的剩余存储空间不足够存储系统启动文件时，本申请可控制提示器发出表示SD卡剩余存储空间不足的提示信息，从而告知用户SD卡剩余存储空间不足够存储系统启动文件，此时需更换新SD卡。
作为一种可选地实施例，搬移信息包括系统启动文件在DATA分区的物理存放位置、系统启动文件搬移至DDR内存的目的地址。
具体地，本申请的系统启动文件的搬移信息包括：系统启动文件在DATA分区的物理存放位置(需要说明的是，这里的物理存放位置指的是所有系统启动文件在DATA分区的物理存放位置)、系统启动文件搬移至DDR内存的目的地址，还可包括系统启动文件的数量等信息。
作为一种可选地实施例，物理存放位置包括系统启动文件在DATA分区的LBA初始位置、系统启动文件占用的LBA数目。
具体地，本申请的系统启动文件在DATA分区的物理存放位置可包括：系统启动文件在DATA分区的LBA(Logical Block Address，逻辑区块地址)初始位置、系统启动文件占用的LBA数目(表征系统启动文件的大小)。
作为一种可选地实施例，系统启动文件包括FSBL文件、BBL文件、DTB文件及KERNEL文件。
具体地，本申请的系统启动文件包括FSBL文件、BBL文件、DTB文件及KERNEL文件，则读取INFO分区的内容，由此得到系统启动文件的搬移信息：FSBL文件在DATA分区的LBA初始位置，所占LBA数目，要搬移到DDR内存的目的地址；BBL文件在DATA分区的LBA初始位置，所占LBA数目，要搬移到DDR内存的目的地址；DTB文件在DATA分区的LBA初始位置，所占LBA数目，要搬移到DDR内存的目的地址；KERNEL文件在DATA分区的LBA初始位置，所占LBA数目，要搬移到DDR内存的目的地址。
根据搬移信息将系统启动文件从DATA分区搬移至DDR内存：根据FSBL文件的搬移信息(FSBL文件在DATA分区的LBA初始位置和所占LBA数目)，读取烧录在SD卡中的FSBL文件，并根据FSBL文件要搬移到DDR内存的目的地址，将FSBL文件写入DDR内存指定地址。根据DTB文件的搬移信息(DTB文件在DATA分区的LBA初始位置和所占LBA数目)，读取烧录在SD卡中的DTB文件，并根据DTB文件要搬移到DDR内存的目的地址，将DTB文件写入DDR内存指定地址。根据BBL文件的搬移信息(BBL文件在DATA分区的LBA初始位置和所占LBA数目)，读取烧录在SD卡中的BBL文件，并根据BBL文件要搬移到DDR内存的目的地址，将BBL文件写入DDR内存指定地址。根据KERNEL文件的搬移信息(KERNEL文件在DATA分区的LBA初始位置和所占LBA数目)，读取烧录在SD卡中的KERNEL文件，并根据KERNEL文件要搬移到DDR内存的目的地址，将KERNEL文件写入DDR内存指定地址。
请参照图3，图3为本发明实施例提供的一种处理器系统的启动系统的结构示意图。
该处理器系统的启动系统包括：
划分模块1，用于预先将系统中SD卡的存储区域划分为用于存放系统启动文件的DATA分区和用于存放所述系统启动文件的搬移信息的INFO分区；
文件搬移模块2，用于在系统开机时，执行系统ROM中的boot程序，以从所述INFO分区中读取所述搬移信息，并根据所述搬移信息将所述系统启动文件从DATA分区搬移至系统的DDR内存；
启动模块3，用于执行所述DDR内存中的系统启动文件，引导系统启动。
本发明提供的启动系统的介绍请参考上述启动方法的实施例，本发明在此不再赘述。
本发明还提供了一种处理器系统的启动装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
控制器，用于在执行所述计算机程序时实现上述任一种处理器系统的启动方法的步骤。
本发明提供的启动装置的介绍请参考上述启动方法的实施例，本发明在此不再赘述。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种处理器系统的启动方法，其特征在于，包括：
预先将系统中SD卡的存储区域划分为用于存放系统启动文件的DATA分区和用于存放所述系统启动文件的搬移信息的INFO分区；
在系统开机时，执行系统ROM中的boot程序，以从所述INFO分区中读取所述搬移信息，并根据所述搬移信息将所述系统启动文件从DATA分区搬移至系统的DDR内存；
执行所述DDR内存中的系统启动文件，引导系统启动；
当所述系统启动文件发生修改或升级时，所述处理器系统的启动方法还包括：
根据修改或升级后的新系统启动文件更新所述DATA分区的存放内容；
根据所述新系统启动文件在所述DATA分区的物理存放位置更新所述INFO分区中存放的搬移信息；
当存放所述系统启动文件的DATA分区有部分损坏时，所述处理器系统的启动方法还包括：
将所述系统启动文件重新烧录至所述DATA分区中未损坏的存储区域；
根据所述系统启动文件在所述DATA分区的新物理存放位置更新所述INFO分区中存放的搬移信息。
2.如权利要求1所述的处理器系统的启动方法，其特征在于，在存放所述系统启动文件的DATA分区有部分损坏之后，在将所述系统启动文件重新烧录至所述DATA分区中未损坏的存储区域之前，所述处理器系统的启动方法还包括：
获取所述DATA分区中未损坏的存储区域的剩余存储空间；
判断所述剩余存储空间是否足够存储所述系统启动文件，若是，则执行所述将所述系统启动文件重新烧录至所述DATA分区中未损坏的存储区域的步骤；若否，则不执行所述将所述系统启动文件重新烧录至所述DATA分区中未损坏的存储区域的步骤。
3.如权利要求2所述的处理器系统的启动方法，其特征在于，所述处理器系统的启动方法还包括：
当所述剩余存储空间不足够存储所述系统启动文件时，控制提示器发出表示SD卡剩余存储空间不足的提示信息。
4.如权利要求1所述的处理器系统的启动方法，其特征在于，所述搬移信息包括所述系统启动文件在所述DATA分区的物理存放位置、所述系统启动文件搬移至所述DDR内存的目的地址。
5.如权利要求4所述的处理器系统的启动方法，其特征在于，所述物理存放位置包括所述系统启动文件在所述DATA分区的LBA初始位置、所述系统启动文件占用的LBA数目。
6.如权利要求5所述的处理器系统的启动方法，其特征在于，所述系统启动文件包括FSBL文件、BBL文件、DTB文件及KERNEL文件。
7.一种处理器系统的启动系统，其特征在于，包括：
划分模块，用于预先将系统中SD卡的存储区域划分为用于存放系统启动文件的DATA分区和用于存放所述系统启动文件的搬移信息的INFO分区；
文件搬移模块，用于在系统开机时，执行系统ROM中的boot程序，以从所述INFO分区中读取所述搬移信息，并根据所述搬移信息将所述系统启动文件从DATA分区搬移至系统的DDR内存；
启动模块，用于执行所述DDR内存中的系统启动文件，引导系统启动；
更新模块，用于当所述系统启动文件发生修改或升级时，根据修改或升级后的新系统启动文件更新所述DATA分区的存放内容；根据所述新系统启动文件在所述DATA分区的物理存放位置更新所述INFO分区中存放的搬移信息；当存放所述系统启动文件的DATA分区有部分损坏时，将所述系统启动文件重新烧录至所述DATA分区中未损坏的存储区域；根据所述系统启动文件在所述DATA分区的新物理存放位置更新所述INFO分区中存放的搬移信息。
8.一种处理器系统的启动装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
控制器，用于在执行所述计算机程序时实现如权利要求1-6任一项所述的处理器系统的启动方法的步骤。
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