2 系统引导程序的设计
系统引导程序bootloader是嵌入式系统加电后执行的第一个程序,进行功能设计时首先要考虑以下问题：
（1）将μCLinux内核和文件系统固化在Flash中
目地μCLinux内核和文件系统固化在Flash的手段很多。主机可以通过JTAG口,将内核和文件系统的映像文件烧写到指定的Flash位置上;也可以通过以太网接口,将映像文件下载到Flash中;另外还可以通过串口烧写到Flash。前两种方法的下载速度比后一种方法快得多。在本系统中,采用串口烧写Flash。这是因为一方面配置一个串口方便且廉价,而JTAG烧写还要配置昂贵的 JTAG仿真器和相关的驱动程序以及协议转换程序,网口下载还要有以太网支持;另一方面μCLinux默认通过串口打印其运行的信息,那么串口不但可以提供烧写Flash的功能,还可作为调试μCLinux内核的通道。
在本系统中,Flash在刚开始时,只存储了bootloader,还没有存储μCLinux内核和文件系统。因此bootloader在系统加电完成初始化工作后,要初始化一条链接主机和目标机的串口通道,并提供串口下载功能。
(2）系统初始化
因为系统刚加电时,操作系统的内核还没有被加载,系统的初始化工作由bootloader完成。它主要是将系统、初始化存储系统、配置ARM各种模式下的数据栈、使能屏常中断、根据需要切换处理器模式和状态。
（3）μCLinux内核加载方式
固化在Flash中的μCLinux内核有两种运行方式：一种方式是直接在Flash中运行μCLinux自带的引导程序;另一种方式是将固化在Flash中的内核先拷贝到SDRAM的某一段地址区间,再从该段地址区间的首地址运行uCLinux内核。
第一种方式是bootloader进行系统初始化工作后,跳到内核固化在Flash中的首地址处,将控制权交给μCLinux,开始在Flash中逐句执行内核自带的引导程序,由该引导程序完成内核的加载工作。这种方式是目前很多嵌入式系统启动内核所采用的方式,也是本系统采用的内核加载方式。
第二种方式是bootloader完成系统初始化工作后,把内核的映像文件由Flash拷贝到SDRAM中,再从SDRAM中执行μCLinux内核的引导
程序,加载μCLinux内核。
第二种加载方式在SDRAM中运行程序,因此执行速度比第一种方式快一些,并且可以通过 RAM快速引导技术实现这种加载方式。其主要是针对NAND型Flash的情况。与NOR型Flash最大的不同点是：NOR型Flash使用内存随机读取技术,与SDRAM一样,可以直接执行存储在Flash中的程序;而NAND一样,可以直接内存随机读取技术,它是一次读取一整块内存,因此不能直接执行存储在NAND型Flash中的程序,必须把NAND型Flash中的程序先拷贝到SDRAM,再在SDRAM中执行该程序。但是NAND型Flash 价格比NOR型Flash廉价,所以很多嵌入式系统还是采用NOR型Flash（几百K字节）+NAND型Flash（几兆字节）的存储模式。其中NOR 型Flash存放可执行的且代码量小的bootloader和一些必要的数据,而NAND型Flash保存存储量较大的内核和文件系统。
