CN111142950B - 使用jtag实现emmc启动操作系统的设备 - Google Patents

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Abstract

本申请揭示了一种使用JTAG实现EMMC启动操作系统的设备，包括JTAG调试器、XC7Z045芯片、DDR内存单元、EMMC数据存储单元、JTAG串口输入输出单元、QSPI闪存单元，JTAG调试器的输出端与XC7Z045芯片的输入端连接到外部终端计算机，DDR内存单元与XC7Z045处理和控制单元双向连接，EMMC数据存储单元与XC7Z045芯片双向连接，JTAG串口输入输出单元与XC7Z045芯片双向连接到外部终端计算机，QSPI闪存单元直接与XC7Z045芯片相连接；JTAG调试器输出端口、UART输入输出端口、QSPI闪存接口、EMMC存储模块和DDR内存单元模块与XC7Z045芯片基于PCB板连接方式，在不使用外部存储介质和不使用网卡的情况下完成EMMC方式操作系统的启动，结构简单，节省资源，板卡模块更小。

Description

使用JTAG实现EMMC启动操作系统的设备
技术领域
本发明涉及操作系统启动技术领域，尤其是能有一种基于XC7Z045通过JTAG实现EMMC启动操作系统的设备。
背景技术
基于芯片XC7Z045启动操作系统的方式大致可以分为三类(JTAG、SD卡和FLASH)。
JTAG是一种国际标准测试协议，主要功能有两种：一个是测试芯片电器特性，另一个是对芯片和外围设备进行调试。JTAG在用作调试功能时把代码的生成文件烧写到DRAM中运行，JTAG启动操作系统通过在线的方式下载BIN文件和image镜像文件，直接在DDR设备上运行代码，优点是可以在线运行无需烧写到存储设备，便于对设备的调试工作，缺点是掉电后数据全丢失，信息不可恢复。
QSPI FLASH是基于SPI串口协议多数据通道的FLASH数据接口闪存设备，QSPI和EMMC共同启动操作系统的方式是：首先把BOOT.BIN文件烧写到QSPI FLASH中，系统镜像文件通过uboot启动后的网卡放到EMMC或者通过SD卡方式启动挂载EMMC把镜像放置到EMMC中，最后是切换启动模式为QSPI启动操作系统。这种模式的操作系统启动方式用到的设备多，操作步骤繁琐，不便于调试，无故增加工作量；这种模式的优点是镜像文件固化，调电不丢失，可多次反复启动。
发明内容
本申请要解决的技术问题是克服现有启动模式的缺陷，提供一种基于XC7Z045JTAG实现EMMC启动操作系统的技术，这样在不使用外部可移动存储介质和不使用网卡的情况下完成EMMC方式启动操作系统，结构简单，节省资源，板卡模块更小。
为了解决上述技术问题，本申请提供了如下的技术方案：
本申请提供了一种使用JTAG实现EMMC启动操作系统的设备，所述设备包括JTAG调试器、XC7Z045芯片、DDR内存单元、EMMC数据存储单元、JTAG串口输入输出单元，其中：
所述JTAG调试器的输出端、所述XC7Z045芯片的输入端连接到外部终端计算机；所述DDR内存单元与所述XC7Z045芯片双向连接；所述EMMC数据存储单元与所述XC7Z045芯片双向连接；所述JTAG串口输入输出单元与所述XC7Z045芯片双向连接到外部终端计算机。
可选的，所述XC7Z045芯片通过所述JTAG调试器启动操作系统，将所述EMMC方式启动的操作系统镜像放置到文件系统中；通过UART接口输入命令对所述EMMC数据存储单元进行格式化，将所述文件系统中的EMMC方式启动的操作系统镜像到所述EMMC数据存储单元中；烧写BIN文件到QSPI闪存单元中，烧写完毕后将操作系统的启动模式切换为QSPI方式启动。
通过以上技术方案，本申请至少可以实现如下有益效果：
使用EMMC启动操作系统和JTAG启动操作系统相结合，实现基于XC7Z045的JTAG辅助EMMC启动操作系统的技术，在不使用外部存储介质和不使用网卡的情况下完成EMMC方式操作系统的启动，结构简单，节省资源，板卡模块更小。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本申请部分实施例提供的基于XC7Z045使用JTAG实现EMMC启动操作系统的设备的原理框图；
图2是本申请部分实施例提供的基于XC7Z045芯片操作系统的启动流程图；
图3是本申请部分实施例提供的基于XC7Z045使用JTAG实现EMMC启动操作系统的流程图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
如图1所示，其是本申请部分实施例中提供的基于XC7Z045使用JTAG实现EMMC启动操作系统的设备的模块框图，本申请提供的基于XC7Z045使用JTAG实现EMMC启动操作系统的设备包括JTAG调试器、XC7Z045芯片、DDR内存单元、EMMC数据存储单元、JTAG串口输入输出单元以及QSPI闪存单元。
JTAG调试器的输出端、XC7Z045芯片的输入端连接到外部终端计算机，DDR内存单元与XC7Z045芯片双向连接，EMMC数据存储单元与XC7Z045芯片双向连接，JTAG串口输入输出单元与XC7Z045芯片双向连接到外部终端计算机，QSPI闪存单元直接与XC7Z045芯片相连接。
本实施方式采用XC7Z045芯片为核心处理芯片，随机存储单元主要采用DDR为核心芯片，只读存储单元采用EMMC芯片实现，UART接口采用XC7Z045的RS232实现与上位机的通讯和信息交换，JTAG接口采用XC7Z045的调试接口实现与上位机的通讯和信息交换。
图2为本申请部分实施例提供的基于XC7Z045芯片操作系统的启动流程图，在制作JTAG启动操作系统的文件时，通过一种技术手段把另一种启动模式的操作系统镜像放置到JTAG启动操作系统的镜像里面，JTAG模式启动后，挂载EMMC设备，并跳转到文件系统的指定目录下把镜像文件拷贝到EMMC设备中。因JTAG启动模式简单，JTAG接口设备是必需品，这样既可以启动操作系统，也做到了镜像的搬移工作。
本申请通过一种操作系统启动的方式，把文件系统中的一个文件放置到EMMC设备里面，这种方式的应用扩展了JTAG启动操作系统的模式的功能，提供了更大的灵活性。
图3为本申请部分实施例提供的基于XC7Z045使用JTAG实现EMMC启动操作系统的流程图，使用JTAG实现EMMC启动操作系统的流程如下：
步骤S1，设备上电后，XC7Z045芯片通过JTAG启动PC的操作系统；
步骤S2，使用UART接口输入的命令格式化EMMC数据存储单元并设置好EMMC的格式；
步骤S3，跳转到文件系统的对应文件目录中复制EMMC方式启动的操作系统镜像到EMMC数据存储单元中；
步骤S4，烧写BIN文件到QSPI闪存单元中，烧写完毕后把操作系统的启动模式切换为QSPI方式启动；
在串口输出打印中可以看到QSPI和EMMC共同启动的模式。
步骤S5，QPSI从EMMC数据存储单元中读取操作系统镜像并启动。
本申请在不借助网卡，不借助SD卡的情况下实现了QSPI和EMMC的组合启动，此启动模式掉电不丢失，可反复启动，这样在尽量少的外接设备情况下实现操作系统的启动。即本申请设计出了一种只通过JTAG线和UART线实现操作系统启动的方式，这样便是操作简单，减少网口或者外部可移动存储设备的使用，减少芯片的外围不必要的设备。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (1)

1.一种使用JTAG实现EMMC启动操作系统的设备，其特征在于，所述设备包括JTAG调试器、XC7Z045芯片、DDR内存单元、EMMC数据存储单元、JTAG串口输入输出单元以及QSPI闪存单元，其中：
所述JTAG调试器的输出端、所述XC7Z045芯片的输入端连接到外部终端计算机；所述DDR内存单元与所述XC7Z045芯片双向连接；所述EMMC数据存储单元与所述XC7Z045芯片双向连接；所述JTAG串口输入输出单元与所述XC7Z045芯片双向连接到外部终端计算机，所述QSPI闪存单元与所述XC7Z045芯片相连接；
所述XC7Z045芯片通过所述JTAG调试器启动操作系统，将EMMC方式启动的操作系统镜像放置到文件系统中；通过UART接口输入命令对所述EMMC数据存储单元进行格式化，将所述文件系统中的EMMC方式启动的操作系统镜像到所述EMMC数据存储单元中；烧写BIN文件到QSPI闪存单元中，烧写完毕后将操作系统的启动模式切换为QSPI方式启动。
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