CN1869936A - 电子设备及其引导方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电子设备及其引导方法,其中所述方法包括以下步骤:当所述电子设备的引导操作开始时,从第一非易失性存储器中复制所述引导映像到所述内部RAM中;通过执行在所述引导映像的控制码中设定堆栈指针的控制码来在所述内部RAM中设定堆栈指针;以及通过执行在所述引导映像的控制码中初始化所述主存储器控制器和启动所述主存储器的控制码来启动所述主存储器;初始化所述主存储器控制器和启动所述主存储器的所述控制码使用所述堆栈指针。因此,由于初始化所述主存储器控制器以便启动所述主存储器的所述控制码是以高级编程语言而非汇编语言编写的,因此在启动所述主存储器前能够驱动所述显示设备。

Description

电子设备及其引导方法
技术领域
本发明涉及一种电子设备及其引导方法。更特别地,本发明涉及一种通过在启动主存储器前执行以高级编程语言编写的控制码来执行引导操作的电子设备、及其引导方法。
背景技术
图1是显示了传统的电子设备的方框图。参考图1,电子设备100包括:片上系统110、存储器模块120以及NAND闪存130。片上系统110包括:中央处理单元(CPU)111、存储器控制器112、I2C控制器113、NAND闪存控制器114、内部RAM 115,以及系统总线116。存储器模块120包括DRAM 121以及串行存在检测(SPD)122。
图2是显示了图1的传统电子设备的引导操作的流程图,以及图3是显示了传统的引导程序的存储器映射的示例的视图。
下文中,将参考图1到图3描述传统的电子设备100的引导操作。
当电子设备100的自引导开始时,在操作S210中NAND闪存控制器114将自动复制存储在NAND闪存130中的引导映像到内部RAM 115中。图3显示了引导映像。
在操作S220中,CPU 111通过执行对应于CPU 111的初始化的引导映像的控制码而初始化提供到CPU 111中的环境设定寄存器。
在操作S230中,CPU 111通过执行对应于I2C控制器113的初始化的控制码来初始化I2C控制器113。在操作S240中,CPU 111通过执行对应于SPD122的控制码来从SPD 122中读取关于存储器模块120的配置信息数据。在操作S250中,CPU通过初始化存储器控制器112来启动DRAM 121以便与使用所读出的数据与存储器模块120相符。
在操作S260中CPU 111在已启动的DRAM 121的区域内设定堆栈指针。正如图3所示的,使用DRAM 121的某一块作为堆栈区域。在操作S270中,CPU 111通过执行由C语言编写、并且与LCD板的初始化相对应的控制码,来启动液晶显示(LCD)面板(未显示)。最后,在操作S280中CPU 111完成了引导程序的执行,以及然后开始执行应用程序。
根据上述传统的引导过程,在启动DRAM 121之前仅仅执行基于汇编语言的控制码,以通过堆栈指针在其中设定堆栈。因此,对应于存储器控制器112的初始化的控制码必须基于汇编语言编写,对于开发者这增加了直观理解的难度。
如果电子设备是一个要求高容量和高速度存储器的嵌入式系统,那么为了实现系统扩展和容易设计的目的,电子设备使用商用存储器模块,而代替了使用直接安装到片上系统的存储器设备。为了使用商用存储器模块,初始化存储器控制器不得不基于安装在存储器模块中的EEPROM(下文中称为串行存在检测(SPD))中记录的存储器模块的配置信息。
因此,在传统的设备中,不得不基于汇编语言编写初始化存储器控制器的控制码,以及,由于汇编语言命令依赖于CPU的型号而不同,因此不得不重新编写控制程序以便适应于CPU。
由于初始化和操作诸如LCD面板的显示设备(未显示)的设备驱动程序通常是以诸如C,C++和Java之类的高级编程语言编写的,所以在通过从SPD读取存储器控制器初始化所必须的数据以便启动DRAM区域之后才驱动设备驱动程序。然而,由于SPD使用了从10kbps到400kbps范围内的低传送率的EEPROM,所以在系统加电后,为了初始化存储器控制器和启动DRAM区域,要求大量的时间。因此,用户需要花费大量的时间以便经由显示设备确定系统的操作状态,以及经常出现用户错误地判断系统未操作的情况。
因此,存在至少有效高效地改善引导操作的系统和方法的需要。
发明内容
为了在相关领域充分地解决上述和其他问题已开发了本发明的实施例。因此,本发明的实施例的一个方面是提供了一种在启动主存储器前通过执行以高级编程语言编写的控制码来执行引导操作的电子设备,及其引导操作。
通过提供一种电子设备而实现了这些和/或其它的方面,所述电子设备包括记录关于所述电子设备的引导映像的第一非易失性存储器,以及控制在所述CPU和所述主存储器之间数据输入/输出的主存储器控制器。所述引导映像是如此配置的:在内部RAM中设定堆栈指针的控制码比通过初始化所述主存储器控制器来启动所述主存储器的控制码被更早地执行。
优选地,但不是必然的,所述电子设备还包括第一存储器控制器,当所述电子设备的引导操作开始时,自动从所述第一非易失性存储器中复制所述引导映像到所述内部RAM中,以及控制所述引导映像由所述CPU执行。
优选地,但不是必然的,所述电子设备还包括:显示设备;以及所述引导映像还包括初始化所述显示设备的控制码。在所述内部RAM中设定所述堆栈指针的控制码和启动所述主存储器的控制码之间执行初始化所述显示设备的控制码。
优选地,但不是必然的,所述电子设备还包括:第二非易失性存储器,以记录所述主存储器的配置信息数据;以及第二存储器控制器,以控制在所述CPU和所述第二非易失性存储器之间的数据输入/输出。所述引导映像还包括用来初始化第二存储器控制器和从第二非易失性存储器中读取所述主存储器的配置信息数据的控制码。在所述内部RAM中设定所述堆栈指针的控制码和启动所述主存储器的控制码之间执行初始化所述第二存储器控制器以及读取配置信息数据的控制码。
优选地,但不是必然的,所述CPU使用初始化所述主存储器控制器的控制码和读出的主存储器的配置信息数据来初始化所述主存储器控制器以及在所述主存储器中设定所述堆栈指针。
优选地,但不是必然的,初始化所述主存储器控制器的控制码、初始化所述显示设备的控制码、以及读取所述主存储器的配置信息数据的控制码中的至少一个是以高级编程语言编写的。
优选地,但不是必然的,所述高级编程语言包括C、C++和Java中的一种。
优选地,但不是必然的,所述第一非易失性存储器包括NAND闪存和EEPROM中的一种,以及所述第二非易失性存储器是EEPROM。
优选地,但不是必然的,所述第二存储器控制器包括I2C控制器。
通过提供一种电子设备的引导方法也可以实现这些和/或其它的方面,所述电子设备包括:CPU、内部RAM、主存储器、用来控制在所述CPU和所述主存储器之间的数据输入/输出的主存储器控制器、以及记录引导映像的第一非易失性存储器。所述方法包括以下步骤:当所述电子设备的引导操作开始时,从所述第一非易失性存储器中复制所述引导映像到内部RAM中;通过执行在所述引导映像的控制码中设定所述堆栈指针的控制码来在所述内部RAM中设定堆栈指针;以及通过执行在所述引导映像的控制码中初始化所述主存储器控制器和启动所述主存储器的控制码来启动所述主存储器;初始化所述主存储器控制器并且启动所述主存储器的控制码使用所述堆栈指针。
优选地,但不是必然的,所述方法还包括步骤:通过执行在所述引导映像的控制码中初始化所述显示设备的控制码来初始化所述显示设备,在所述堆栈指针设定步骤与所述主存储器启动步骤之间执行初始化所述显示设备的所述控制码。
优选地,但不是必然的,所述方法还包括:通过执行在所述引导映像的控制码中从第二非易失性存储器中读取配置信息数据的控制码来读取所述配置信息数据。在所述堆栈指针设定步骤与所述主存储器启动步骤之间执行读取配置信息数据的所述控制码,以及所述主存储器启动步骤使用所读取的配置信息数据来初始化所述主存储器控制器并且启动所述主存储器。
优选地,但不是必然的,所述方法还包括在已启动的主存储器中设定堆栈指针的步骤。
附图说明
结合伴随的附图,从下面实施例的描述中,本发明的实施例的这些和/或其它的方面将更加明显和更容易理解,其中:
图1是显示传统的电子设备的方框图;
图2是显示图1所示的传统的电子设备的引导操作的流程图;
图3是显示传统引导程序的存储器映射的视图;
图4是显示根据本发明实施例的示范性电子设备的方框图;
图5是显示根据本发明实施例的引导程序的示范性存储器映射的视图;以及
图6是显示图4所示的电子设备的示范性引导操作的流程图。
在附图中,类似的附图标记应该理解为指类似的零件、元件和结构。
具体实施方式
下面将参照附图详细地描述本发明的各实施例。
图4是根据本发明实施例的示范性电子设备的方框图。
参考图4,根据本发明实施例的电子设备400包括片上系统410、存储器模块420、第一非易失性存储器430、以及显示设备440。片上系统410包括CPU 411、主存储器控制器412、第一存储器控制器414、第二存储器控制器413、内部RAM 415、显示设备控制器416、以及系统总线417。存储器模块420包括主储器421和第二非易失性存储器422。
CPU 411解译程序命令以便执行命令。更特别地,CPU 411通过使用包括在引导映像中的数据和记录在第二非易失性存储器422中的主存储器421的配置信息数据来执行引导映像的控制码,以控制引导电子设备400。
主存储器控制器412控制在CPU 411和主存储器421之间的数据输入/输出。
第一存储器控制器414控制在CPU 411和第一非易失性存储器430之间的数据输入/输出。
第二存储器控制器413控制在CPU 411和第二非易失性存储器422之间的数据输入/输出,以及经由串行时钟(SCL)和串行数据链路(SDL)在第二非易失性存储器422和CPU 411之间执行I2C通讯。
显示设备控制器416根据由CPU 411执行的命令来控制显示设备440。
内部RAM 415作为CPU 411、主存储器421、或第一非易失性存储器430的高速缓存,并且通过例如诸如SRAM的存储器元件来实施。更特别地,当与电子设备400相对应的引导操作开始时,内部RAM 415在第一存储器控制器414的控制下从第一非易失性存储器430复制引导映像。在启动主存储器421前,临时使用内部RAM 415的某一区域作为堆栈。因此,即使堆栈指针没有被设定在主存储器421中,也可能执行由诸如C、C++和Java之类的高级编程语言编写的控制码。
系统总线417跨接在片上系统410中布置的各个部件。存储器模块420包括主存储器421和第二非易失性存储器422。主存储器421可以通过DRAM实施,以及第二非易失性存储器422记录关于主存储器421的配置信息数据,诸如主存储器421的尺寸、配置和时序等信息,以及例如可以通过EEPROM而实施。通常,安装在存储器模块420中并且记录关于主存储器421的配置信息数据的存储器元件叫做“串行存在检测”(SPD)。
第一非易失性存储器430记录用于电子设备400的引导操作所必需的控制码和具有数据结构的引导映像,以及使用例如NAND闪存或EEPROM。
显示设备440显示电子设备400的操作状态或由电子设备400实现的图像,以及可以由例如LCD面板来实施。
根据本发明的实施例,引导映像是如此配置的:在内部RAM 415中设定堆栈指针的控制码比通过初始化主存储器控制器412而启动主存储器421的控制码更早地由CPU 411执行。因此,正如图5所示的,在主存储器421中设定堆栈区域前,使用CPU 411的堆栈指针,在内部RAM 415中设定临时堆栈区域。
因此,执行了以高级编程语言编写的控制码,以及因此可能在启动主存储器421前而操作显示设备440。此外,由于在启动主存储器421前执行初始化第二存储器控制器413的控制码和为从第二非易失性存储器422中读取主存储器421的配置信息数据的控制码,因此这些控制码能够以高级编程语言编写而代替了汇编语言。
图6是显示了根据本发明的实施例的电子设备的示范性引导操作的流程图。
参考图4到图6,在操作S610中,当电子设备400的自引导开始时,第一存储器控制器414控制存储在第一非易失性存储器430中的引导映像以使其自动地被复制到内部RAM 415中。
在操作S620中,CPU 411通过执行已复制到内部RAM 415中的引导映像中的初始化CPU 411的控制码,以初始化在CPU 411中的环境设定寄存器。
在操作S630中,CPU 411通过执行在内部RAM 415中设定堆栈指针的控制码,在内部RAM 415中建立临时的堆栈区域,如图5所示。图5是显示根据本发明实施例的引导程序的示范性存储器映射的视图。至此,由于能使用CPU 411的堆栈指针,所以以高级编程语言编写的控制码能够由CPU 411执行。
在操作S640中,CPU 411使用在内部RAM中设定的堆栈指针来执行以高级编程语言编写的、初始化显示设备440的控制码。因此,用户能够经由显示设备440直观地检查电子设备400的操作状态。
在操作S650中,CPU 411通过执行初始化第二存储器控制器413的控制码来初始化第二存储器控制器413。在操作S660中,CPU 411通过执行以高级编程语言编写的、读取主存储器421的配置信息数据的控制码,来读取主存储器421的配置信息数据。
在操作S670中,CPU 411使用所读取的主存储器的配置信息数据,通过执行以高级编程语言编写的、初始化主存储器控制器412的控制码,来启动主存储器421。
在操作S680中,CPU 411在已启动的主存储器412的区域内设定堆栈指针,以及因此能够使用主存储器421的某一块作为堆栈区域。最后,在操作S690中,CPU 411完成引导操作并且开始执行应用程序。
根据本发明的实施例,在内部RAM 415中设定临时堆栈区域,从而在启动要求大量时间启动的主存储器421前,能够执行以高级编程语言编写的控制码。
由于为了启动主存储器421而从SPD中读取主存储器421的配置信息数据的控制码和初始化主存储器控制器412的控制码都是用诸如C、C++和Java之类的、对于开发者容易直观理解的高级编程语言而非使用汇编语言开发的,所以使任何调试变得容易,并且可以减少开发时间。由于以高级编程语言而非以汇编语言编写控制码,所以同样的控制码能够在不同的CPU上使用。
由于能够在启动主存储器420前驱动显示设备400,它能满足用户快速驱动时间的需求。
前述的实施例和优点仅仅是示范性的,而不应该被理解为限定本发明。本示教能够容易地实施到其它类型的设备。本发明的实施例的描述是用来说明的,而不是限定权利要求的范围,以及本领域技术人员将理解这里可以做出很多替代、修改和变化。

Claims (23)

1.一种电子设备,包括:
CPU;
与所述CPU通讯的内部RAM;
与所述CPU通讯的主存储器;
与所述CPU通讯的第一非易失性存储器,以记录关于所述电子设备的引导映像;以及
与所述CPU通讯的主存储器控制器,以控制在所述CPU和所述主存储器之间的数据输入/输出,
其中所述引导映像是如此配置的:在所述内部RAM中设定堆栈指针的控制码比通过初始化所述主存储器控制器而启动所述主存储器的控制码被更早地执行。
2.根据权利要求1所述的电子设备,还包括:
第一存储器控制器,当所述电子设备的引导操作开始时,自动从所述第一非易失性存储器中复制所述引导映像到所述内部RAM中,以及控制所述引导映像由所述CPU执行。
3.根据权利要求1所述的电子设备,还包括:
显示设备,其中所述引导映像还包括初始化所述显示设备的控制码,在所述内部RAM中设定所述堆栈指针的控制码和启动所述主存储器的控制码之间执行初始化所述显示设备的所述控制码。
4.根据权利要求1所述的电子设备,还包括:
第二非易失性存储器,用来记录所述主存储器的配置信息数据;以及
第二存储器控制器,用来控制在所述CPU和所述第二非易失性存储器之间的数据输入/输出,
其中所述引导映像还包括:初始化所述第二存储器控制器并且从所述第二非易失性存储器中读取所述主存储器的配置信息数据的控制码,在所述内部RAM中设定所述堆栈指针的控制码和启动所述主存储器的控制码之间执行初始化第二存储器控制器并且读取配置信息数据的所述控制码。
5.根据权利要求4所述的电子设备,其中,所述CPU是如此配置的:
使用初始化所述主存储器控制器的控制码和所读取的主存储器的配置信息数据,初始化所述主存储器控制器和在所述主存储器中设定所述堆栈指针。
6.根据权利要求3所述的电子设备,其中,初始化所述主存储器控制器的控制码、初始化所述显示设备的控制码、以及读取所述主存储器的配置信息数据的控制码中的至少一个是以高级编程语言编写的。
7.根据权利要求4所述的电子设备,其中,初始化所述主存储器控制器的控制码、初始化所述显示设备的控制码、以及读取所述主存储器的配置信息数据的控制码中的至少一个是以高级编程语言编写的。
8.根据权利要求6所述的电子设备,其中,所述高级编程语言包括C、C++和Java中的一种。
9.根据权利要求7所述的电子设备,其中,所述高级编程语言包括C、C++和Java中的一种。
10.根据权利要求1所述的电子设备,其中,所述第一非易失性存储器包括NAND闪存和EEPROM中的至少一种。
11.根据权利要求4所述的电子设备,其中,所述第二非易失性存储器包括EEPROM。
12.根据权利要求4所述的电子设备,其中,所述第二存储器控制器包括I2C控制器。
13.一种电子设备的引导方法,所述电子设备包括:CPU、内部RAM、主存储器、控制在所述CPU和所述主存储器之间的数据输入/输出的主存储器控制器、以及用于记录引导映像的第一非易失性存储器,所述方法包括:
当所述电子设备的引导操作开始时,从所述第一非易失性存储器中复制所述引导映像到所述内部RAM;
通过执行在所述引导映像的控制码中设定所述堆栈指针的控制码来在所述内部RAM中设定堆栈指针;以及
通过执行在所述引导映像的控制码中初始化所述主存储器控制器和启动所述主存储器的控制码来启动所述主存储器,初始化所述主存储器控制器和启动所述主存储器的控制码使用所述堆栈指针。
14.根据权利要求13所述的方法,还包括:
通过执行在所述引导映像的控制码中初始化所述显示设备的控制码来初始化所述显示设备,在所述堆栈指针设定步骤与所述主存储器启动步骤之间执行初始化所述显示设备的所述控制码。
15.根据权利要求13所述的方法,还包括:通过执行在所述引导映像的控制码中初始化第二存储器控制器以便从第二非易失性存储器中读取配置信息数据的控制码来读取所述配置信息数据,在所述堆栈指针设定步骤和所述主存储器启动步骤之间执行读取配置信息数据的控制码,
其中,所述主存储器启动步骤使用所读取的配置信息数据来初始化所述主存储器控制器以及启动所述主存储器。
16.根据权利要求15所述的方法,还包括在已启动的主存储器中设定堆栈指针。
17.根据权利要求14所述的方法,其中,初始化所述主存储器控制器的控制码、初始化所述显示设备的控制码、以及读取所述主存储器的配置信息数据的控制码中的至少一个是以高级编程语言编写的。
18.根据权利要求15所述的方法,其中,初始化所述主存储器控制器的控制码、初始化所述显示设备的控制码、以及读取所述主存储器的配置信息数据的控制码中的至少一个是以高级编程语言编写的。
19.根据权利要求17所述的方法,其中,所述高级编程语言包括C、C++和Java中的一种。
20.根据权利要求18所述的方法,其中,所述高级编程语言包括C、C++和Java中的一种。
21.根据权利要求13所述的方法,其中,所述第一非易失性存储器包括NAND闪存和EEPROM中的至少一种。
22.根据权利要求15所述的方法,其中,所述第二非易失性存储器包括EEPROM。
23.根据权利要求15所述的方法,其中,所述第二存储器控制器包括I2C控制器。
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