WO2013075522A1

WO2013075522A1 - 实现嵌入式设备引导程序通用性的方法及装置

Info

Publication number: WO2013075522A1
Application number: PCT/CN2012/080738
Authority: WO
Inventors: 赖颖军
Original assignee: 中兴通讯股份有限公司
Priority date: 2011-11-24
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2013-05-30
Also published as: CN103135997A

Abstract

本发明公开了一种实现嵌入式设备引导程序通用性的方法，包括：区分通用硬件和不通用硬件；为不通用硬件分配数据结构，生成与数据结构对应的配置参数文件，并根据数据结构配置引导程序代码；将配置参数文件和引导程序代码链接为映像文件，并将引导程序代码存放在映像文件中的引导程序区，将配置参数文件中的配置参数存放在映像文件中的参数区；通过引导程序代码将CPU及通用硬件进行初始化，并通过配置参数和引导程序代码将不通用硬件进行初始化。本发明还提供了相应的装置。本发明所提供的方法，对外设有差异的硬件的初始化可以采用通用的引导程序，减小了对引导程序进行维护的工作量，并且增加了引导程序的可扩展性。

Description

实现嵌入式设备引导程序通用性的方法及装置技术领域

本发明涉及到嵌入式设备的引导程序，特别涉及到一种实现嵌入式设备引导程序通用性的方法及装置。背景技术

目前的嵌入式设备大多有自己的引导程序，而随着商业上的需求不断增加，引导程序的功能及复杂性也日益增加。很多情况下这些硬件设备具有很大的相似性，但又存在差异，此时，通常对嵌入式设备采用一种单板对应一种 ^ I导程序的方法，或者是在？ I导程序的处理流程中增加大量处理分支的方法，来解决并处理硬件上有差异的不同嵌入式设备的引导。

事实上，如果单板采用相同类型或者相近类型的 CPU，引导程序的处理流程基本一致，而差别主要是在由于硬件的差异而导致的硬件芯片初始化及其配置的不同。但是，无论是采用一种单板对应一种引导程序，还是一种 ^ I导程序中增加大量判断分支的方法，都会增大对 ^ I导程序进行维护的工作量，并且降低引导程序的可扩展性。其次，由于引导程序与硬件结合比较紧密，传统的开发也很难将底层驱动模块的开发和上层支撑模块的开发进行解耦，不利于引导程序的功能升级及维护。最后，关于引导程序的版本管理也变得非常复杂，往往每新增一块单板，引导程序的版本就要发生一次变化。发明内容

本发明实施例的主要目的为提供一种实现嵌入式设备引导程序通用性的方法，使得对外设有差异的硬件的初始化可以采用通用的引导程序，减小对引导程序进行维护的工作量，并且增加弓 I导程序的可扩展性。

本发明实施例提供一种实现嵌入式设备引导程序通用性的方法，包括：区分通用硬件和不通用硬件；

为不通用硬件分配数据结构，生成与所述数据结构对应的配置参数文件，并根据所述数据结构配置引导程序代码；

将所述配置参数文件和引导程序代码链接为映像文件，并将所述引导程序代码存放在所述映像文件中的引导程序区，将所述配置参数文件中的配置参数存放在所述映像文件中的参数区；

优选地，所述为不通用硬件分配数据结构，生成与所述数据结构对应的配置参数文件，并根据所述数据结构配置引导程序代码为：

根据不通用硬件定义一种数据结构，并生成配置参数的文本文件，将所述配置参数的文本文件转换为所述数据结构所对应的配置参数文件；根据所述数据结构配置引导程序代码，所述引导程序代码支持所述配置参数文件中的配置参数。

优选地，所述将配置参数文件和引导程序代码链接为映像文件为：将所述配置参数文件和引导程序代码进行编译，链接为一个映像文件，并将所述映像文件分为引导程序区和参数区。

通过所述引导程序区中的引导程序代码将 CPU及通用硬件进行初始化；

读取所述参数区中的配置参数，并根据所述配置参数和所述引导程序代码将所述不通用硬件进行初始化。本发明实施例还提供一种实现嵌入式设备引导程序通用性的装置，包括：

区分模块，设置为区分通用硬件和不通用硬件；

分配模块，设置为为不通用硬件分配数据结构，生成与所述数据结构对应的配置参数文件，并根据所述数据结构配置引导程序代码；

链接模块，设置为将所述配置参数文件和引导程序代码链接为映像文件，并将所述引导程序代码存放在所述映像文件中的引导程序区，将所述配置参数文件中的配置参数存放在所述映像文件中的参数区；始化，并通过所述配置参数和所述引导程序代码将所述不通用硬件进行初始化。

优选地，所述分配模块包括：

转换单元，设置为根据不通用硬件定义一种数据结构，并生成配置参数的文本文件，将所述配置参数的文本文件转换为所述数据结构所对应的配置参数文件；

配置单元，设置为根据所述数据结构配置引导程序代码，所述引导程序代码支持所述配置参数文件中的配置参数。

优选地，所述链接模块包括：

链接单元，设置为将所述配置参数文件和引导程序代码进行编译，链接为一个映像文件，并将所述映像文件分为引导程序区和参数区。

优选地，所述初始化模块包括：

第一初始化单元，设置为通过所述引导程序区中的引导程序代码将

CPU及通用硬件进行初始化；

第二初始化单元，设置为读取所述参数区中的配置参数，并根据所述构，同时根据这些不通用硬件生成通用的配置参数文件，并根据数据结构配置可以支持配置参数的引导程序代码。然后，将根据引导程序代码和配置参数文件链接而成的映像文件划分为分别用于存放引导程序代码和配置参数文件中的配置参数的 I导程序区和参数区。当嵌入式设备上电启动后，可以利用引导程序代码和配置参数对单板的 CPU和硬件进行初始化。采用这种方法，使得对硬件底层的开发和上层软件的开发进行解耦，从而减小了对引导程序进行维护的工作量，并且增加了引导程序的可扩展性。附图说明

图 1 为本发明实现嵌入式设备引导程序通用性的方法一实施例的流程示意图；

图 2为本发明实现嵌入式设备引导程序通用性的方法一实施例中分配的流程示意图；

图 3 为本发明实现嵌入式设备引导程序通用性的方法一实施例中初始化的流程示意图；

图 4为本发明实现嵌入式设备引导程序通用性的装置一实施例的结构示意图；

图 5 为本发明实现嵌入式设备引导程序通用性的装置一实施例中分配模块的结构示意图；

图 6为本发明实现嵌入式设备引导程序通用性的装置一实施例中初始化模块的结构示意图。具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。参照图 1，提出本发明一种实现嵌入式设备引导程序通用性的方法一实施例，该方法包括以下步骤：

步骤 S101，区分通用硬件和不通用硬件；

在本实施例中，提供一种嵌入式设备上电启动时对单板中硬件进行初始化的方法。当单板所采用的 CPU的类型相同或相近时，将单板的通用硬件与不通用硬件的初始化工作进行分离，对于不通用硬件也可以采用通用的引导程序进行初始化。由此，在对设备进行初始化前，首先要根据能否通用引导程序，来对单板的通用硬件和不通用硬件进行区分，以便根据引导程序分别对通用硬件和不通用硬件进行初始化。

步骤 S102，为不通用硬件分配数据结构，生成与所述数据结构对应的配置参数文件，并根据所述数据结构配置引导程序代码；成一个通用的引导程序。这时，便需要根据单板中的不通用硬件，并为这些硬件分配一个统一的数据结构，然后根据所分配的数据结构，生成一个包含有配置参数的配置参数文件，所生成的配置参数文件中的配置参数可以供单板对不通用硬件进行初始化；同时，根据为不通用硬件所分配的数据结构对引导程序代码进行配置，配置的过程实质上是对单板中原有的引用硬件进行初始化的同时，也可以支持供单板对不通用硬件进行初始化的配置参数。

步骤 S103，将所述配置参数文件和引导程序代码链接为映像文件，并将所述引导程序代码存放在所述映像文件中的引导程序区，将所述配置参数文件中的配置参数存放在所述映像文件中的参数区；

当根据所定义的数据结构生成配置参数文件，并根据数据结构配置了支持配置参数文件中配置参数的引导程序代码后，需要通过链接技术将配置参数文件和引导程序代码进行链接，链接成一个映像文件。然后将映像文件进行划分，即将其分为引导程序区和参数区，所划分的引导程序区和参数区分别用于存放引导程序代码和配置参数文件中的配置参数。

对单板中的引导程序，根据不通用硬件进行了重新配置后，当嵌入式设备上电启动后，便可以通过重新配置的引导程序来对嵌入式设备的硬件进行初始化。在对 CPU及通用硬件进行初始化时，可以通过引导程序区中的引导程序代码直接进行初始化即可；而对单板的不通用硬件进行初始化时，则需要在完成了对 CPU及通用硬件进行初始化后，根据参数区中的配置参数和 ^ I导程序代码来共同进行。

本发明实施例所提供的实现嵌入式设备引导程序通用性的方法，通过为单板中不能通用引导程序的硬件分配统一的数据结构，同时根据这些不通用硬件生成通用的配置参数文件，并根据数据结构配置可以支持配置参数的引导程序代码。然后，将根据引导程序代码和配置参数文件链接而成的映像文件划分为分别用于存放引导程序代码和配置参数文件中的配置参数的引导程序区和参数区。当嵌入式设备上电启动后，可以利用引导程序代码和配置参数对单板的 CPU和硬件进行初始化。采用这种方法，使得对硬件底层的开发和上层软件的开发进行解耦，从而减小了对引导程序进行维护的工作量，并且增加了引导程序的可扩展性。

参照图 2，在本发明一种实现嵌入式设备引导程序通用性的方法一实施例中，步骤 S102包括：

步骤 S1021 ,根据不通用硬件定义一种数据结构，并生成配置参数的文本文件，将所述配置参数的文本文件转换为所述数据结构所对应的配置参数文件；当单板的外设硬件中存在不能通用引导程序的硬件时，可以将这些硬件统一为不通用硬件，并且根据经过统一的不通用硬件，定义一种可以支持所有不通用硬件的数据结构，同时根据所定义的数据结构生成一个不通用硬件可以通用的配置参数的文本文件。然后，通过转换工具将配置参数步骤 S1022,根据所述数据结构配置引导程序代码，所述引导程序代码支持所述配置参数文件中的配置参数。结构后，需要根据该数据结构配置新的引导程序代码，配置引导程序代码的实质是对单板中原本的引导程序代码进行修改，修改的目的是使其可以支持配置参数文件中的配置参数，从而可以通过引导程序代码和配置参数来在嵌入式设备启动时对单板的通用硬件和不通用硬件初始化，以便进一步对嵌入式设备的操作系统进行初始化。

根据单板中不通用硬件定义一种数据结构，同时生成配置参数的文本文件，并将该配置参数的文本文件进行转换，即将其转换为与所定义的数据结构对应的配置参数文件；然后，根据数据结构配置可以支持配置参数的引导程序代码。这样，便为通过通用的引导程序对单板的不通用硬件进行初始化提供了基础，进一步保证了单板中 ^ I导程序的可扩展性。

在上述实施例中，步骤 S103可以包括：

步骤 S1031 ,将所述配置参数文件和引导程序代码进行编译，链接为一个映像文件，并将所述映像文件分为引导程序区和参数区。

当根据所定义的数据结构生成配置参数文件，并根据数据结构配置了支持配置参数文件中配置参数的引导程序代码后，需要通过链接技术将配置参数文件和引导程序代码进行链接，以链接成一个映像文件，将最终形成的映像文件进行区域的划分，即将其划分为引导程序区和参数区两个区域。然后，通过同样的链接技术，将引导程序代码和配置参数分别进行存放，即将引导程序代码存放在引导程序区中，将配置参数文件中的配置参式设备单板的 CPU以及通用硬件进行初始化，通过参数区中的配置参数和

？ I导程序代码便可以将单板的不通用硬件进行初始化。

将配置参数文件和引导程序代码链接成一个映像文件，并将映像文件划分为引导程序区和参数区两个区域，将引导程序代码和配置参数分别存放在引导程序区和参数区中。当嵌入式设备上电启动时，便可以通过引导程序区中的引导程序代码和参数区中的配置参数分别对设备单板的 CPU和通用硬件，以及不通用硬件进行初始化。这样，便可以保证在底层硬件设备有差别时，也可以采用通用的引导程序对单板进行初始化，而不用针对不同单板进行不同版本的设置，从而减小了对单板版本管理的工作量。

参照图 3，在本发明一种实现嵌入式设备引导程序通用性的方法一实施例中，步骤 S104包括：

步骤 S1041，通过所述引导程序区中的引导程序代码将 CPU及通用硬件进行初始化；

当嵌入式设备上电启动后，首先，可以通过引导程序区中的引导程序代码，对单板进行最简单最必要的初始化，也就是对 CUP相关的寄存器以及通用的外设硬件进行初始化。对 CUP相关的寄存器以及通用的外设硬件初始化的目的，是为了实现对单板的 CPU进行配置，从而可以方便单板读取参数区中的配置参数。

步骤 S1042,读取所述参数区中的配置参数，并根据所述配置参数和所述引导程序代码将所述不通用硬件进行初始化。

当对 CUP相关的寄存器以及通用的外设硬件进行初始化后，单板便开始读取存储在映像文件的参数区中的配置参数，根据所读取的配置参数以及引导程序中的引导程序代码，将单板的所有不通用硬件进行初始化。当对单板的所有不通用硬件进行初始化后，便可以进行后续的对嵌入式设备的操作系统进行初始化的步骤，这样，就完成了通过引导程序对嵌入式设备进行引导的工作流程。

通过将映像文件划分为引导程序区和参数区，调用引导程序区中的引导程序代码，完成对 CUP相关的寄存器以及通用的外设硬件进行初始化的工作；而调用参数区中的配置参数，并利用引导程序代码，即可完成对单板的所有不通用硬件进行初始化的工作。这样，便可以进一步保证将对硬件底层和上层软件的开发进行解耦，从而减小对引导程序开发的工作量。

参照图 4，提出本发明一种实现嵌入式设备引导程序通用性的装置一实施例，该装置包括：

区分模块 10，设置为区分通用硬件和不通用硬件；

分配模块 20，设置为为不通用硬件分配数据结构，生成与所述数据结构对应的配置参数文件，并根据所述数据结构配置引导程序代码；

链接模块 30，设置为将所述配置参数文件和引导程序代码链接为映像文件，并将所述引导程序代码存放在所述映像文件中的引导程序区，将所述配置参数文件中的配置参数存放在所述映像文件中的参数区；初始化，并通过所述配置参数和所述引导程序代码将所述不通用硬件进行初始化。

在本实施例中，提供一种嵌入式设备上电启动时对单板中硬件进行初始化的方法。当单板所采用的 CPU的类型相同或相近时，将单板的通用硬件与不通用硬件的初始化工作进行分离，对于不通用硬件也可以采用通用的引导程序进行初始化。由此，在对设备进行初始化前，区分模块 10首先要根据能否通用引导程序，来对单板的通用硬件和不通用硬件进行区分，以便根据引导程序分别对通用硬件和不通用硬件进行初始化。成一个通用的引导程序。这时，分配模块 20便需要根据单板中的不通用硬件，并为这些硬件分配一个统一的数据结构，然后根据所分配的数据结构，生成一个包含有配置参数的配置参数文件，所生成的配置参数文件中的配置参数可以供单板对不通用硬件进行初始化；同时，根据为不通用硬件所分配的数据结构对引导程序代码进行配置，配置的过程实质上是对单板中原有的引导程序代码进行修改，使修改后的引导程序代码在可以支持对 CPU以及通用硬件进行初始化的同时，也可以支持供单板对不通用硬件进行初始化的配置参数。

当根据所定义的数据结构生成配置参数文件，并根据数据结构配置了支持配置参数文件中配置参数的引导程序代码后，链接模块 30需要通过链接技术将配置参数文件和引导程序代码进行链接，链接成一个映像文件。然后将映像文件进行划分，即将其分为引导程序区和参数区，所划分的引导程序区和参数区分别用于存放引导程序代码和配置参数文件中的配置参数。

对单板中的引导程序，根据不通用硬件进行了重新配置后，当嵌入式设备上电启动后，初始化模块 40便可以通过重新配置的引导程序来对嵌入式设备的硬件进行初始化。在对 CPU及通用硬件进行初始化时，可以通过引导程序区中的引导程序代码直接进行初始化即可；而对单板的不通用硬件进行初始化时，则需要在完成了对 CPU及通用硬件进行初始化后，根据参数区中的配置参数和引导程序代码来共同进行。

本发明实施例所提供的实现嵌入式设备引导程序通用性的装置，通过为单板中不能通用引导程序的硬件分配统一的数据结构，同时根据这些不通用硬件生成通用的配置参数文件，并根据数据结构配置可以支持配置参数的引导程序代码。然后，将根据引导程序代码和配置参数文件链接而成的映像文件划分为分别用于存放引导程序代码和配置参数文件中的配置参数的引导程序区和参数区。当嵌入式设备上电启动后，可以利用引导程序代码和配置参数对单板的 CPU和硬件进行初始化。采用这种方法，使得对硬件底层的开发和上层软件的开发进行解耦，从而减小了对引导程序进行维护的工作量，并且增加了引导程序的可扩展性。

参照图 5，在本发明一种实现嵌入式设备引导程序通用性的装置一实施例中，分配模块 20包括：

转换单元 21，设置为根据不通用硬件定义一种数据结构，并生成配置参数的文本文件，将所述配置参数的文本文件转换为所述数据结构所对应的配置参数文件；

配置单元 22，设置为根据所述数据结构配置引导程序代码，所述引导程序代码支持所述配置参数文件中的配置参数。

当单板的外设硬件中存在不能通用引导程序的硬件时，可以将这些硬件统一为不通用硬件，并且根据经过统一的不通用硬件，定义一种可以支持所有不通用硬件的数据结构，同时根据所定义的数据结构生成一个不通用硬件可以通用的配置参数的文本文件。然后，转换单元 21通过转换工具文件。结构后，配置单元 22需要根据该数据结构配置新的引导程序代码，配置引导程序代码的实质是对单板中原本的引导程序代码进行修改，修改的目的是使其可以支持配置参数文件中的配置参数，从而可以通过 ^ I导程序代码和配置参数来在嵌入式设备启动时对单板的通用硬件和不通用硬件初始化，以便进一步对嵌入式设备的操作系统进行初始化。根据单板中不通用硬件定义一种数据结构，同时生成配置参数的文本文件，并将该配置参数的文本文件进行转换，即将其转换为与所定义的数据结构对应的配置参数文件；然后，根据数据结构配置可以支持配置参数的引导程序代码。这样，便为通过通用的引导程序对单板的不通用硬件进行初始化提供了基础，进一步保证了单板中 ^ I导程序的可扩展性。

在上述实施例中，链接模块 30可以包括：

链接单元 31，设置为将所述配置参数文件和引导程序代码进行编译，链接为一个映像文件，并将所述映像文件分为引导程序区和参数区。

当根据所定义的数据结构生成配置参数文件，并根据数据结构配置了支持配置参数文件中配置参数的引导程序代码后，链接单元 31需要通过链接技术将配置参数文件和引导程序代码进行链接，以链接成一个映像文件，将最终形成的映像文件进行区域的划分，即将其划分为引导程序区和参数区两个区域。然后，通过同样的链接技术，将引导程序代码和配置参数分别进行存放，即将引导程序代码存放在引导程序区中，将配置参数文件中的配置参数存放在参数区中。这样，通过引导程序区中的引导程序代码可以将嵌入式设备单板的 CPU以及通用硬件进行初始化，通过参数区中的配置参数和 ^ I导程序代码便可以将单板的不通用硬件进行初始化。

参照图 6，在本发明一种实现嵌入式设备引导程序通用性的装置一实施例中，初始化模块 40包括：

第一初始化单元 41，设置为通过所述引导程序区中的引导程序代码将 CPU及通用硬件进行初始化；

第二初始化单元 42，设置为读取所述参数区中的配置参数，并根据所述配置参数和所述引导程序代码将所述不通用硬件进行初始化。

当嵌入式设备上电启动后，首先，第一初始化单元 41可以通过引导程序区中的引导程序代码，对单板进行最简单最必要的初始化，也就是对 CUP 相关的寄存器以及通用的外设硬件进行初始化。对 CUP相关的寄存器以及通用的外设硬件初始化的目的，是为了实现对单板的 CPU进行配置，从而可以方便单板读取参数区中的配置参数。

当对 CUP相关的寄存器以及通用的外设硬件进行初始化后，单板便开始读取存储在映像文件的参数区中的配置参数，第二初始化单元 42根据所读取的配置参数以及引导程序中的引导程序代码，将单板的所有不通用硬件进行初始化。当对单板的所有不通用硬件进行初始化后，便可以进行后续的对嵌入式设备的操作系统进行初始化的步骤，这样，就完成了通过引导程序对嵌入式设备进行引导的工作流程。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围。工业实用性构，同时根据这些不通用硬件生成通用的配置参数文件，并根据数据结构配置可以支持配置参数的引导程序代码。然后，将根据引导程序代码和配置参数文件链接而成的映像文件划分为分别用于存放引导程序代码和配置参数文件中的配置参数的 I导程序区和参数区。当嵌入式设备上电启动后，可以利用引导程序代码和配置参数对单板的 CPU和硬件进行初始化。采用这种方法，使得对硬件底层的开发和上层软件的开发进行解耦，从而减小了对引导程序进行维护的工作量，并且增加了引导程序的可扩展性。

Claims

权利要求书

1、一种实现嵌入式设备引导程序通用性的方法，其中，该方法包括：区分通用硬件和不通用硬件；

2、如权利要求 1所述的方法，其中，所述为不通用硬件分配数据结构，生成与所述数据结构对应的配置参数文件，并根据所述数据结构配置引导程序代码为：

3、如权利要求 2所述的方法，其中，所述将配置参数文件和引导程序代码链接为映像文件为：

将所述配置参数文件和引导程序代码进行编译，链接为一个映像文件，并将所述映像文件分为引导程序区和参数区。

4、如权利要求 3 所述的方法，其中，所述通过引导程序代码将 CPU 及通用硬件进行初始化，并通过所述配置参数和所述引导程序代码将所述不通用硬件进行初始化为：

读取所述参数区中的配置参数，并根据所述配置参数和所述引导程序代码将所述不通用硬件进行初始化。

5、一种实现嵌入式设备引导程序通用性的装置，其中，该装置包括：区分模块，设置为区分通用硬件和不通用硬件；

分配模块，设置为不通用硬件分配数据结构，生成与所述数据结构对应的配置参数文件，并根据所述数据结构配置引导程序代码；

6、如权利要求 5所述的装置，其中，所述分配模块包括：

7、如权利要求 6所述的装置，其中，所述链接模块包括：

8、如权利要求 7所述的装置，其中，所述初始化模块包括：第一初始化单元，设置为通过所述引导程序区中的引导程序代码将 CPU及通用硬件进行初始化；第二初始化单元，设置为读取所述参数区中的配置参数，并根据所述