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基于ARM的专用数据采集终端Bootloader的设计与实现

李宁  
【摘要】:引导加载程序(即Bootloader)、应用程序和操作系统内核是一个嵌入式系统的软件构架三部分。作为软件工作中的最底层,Bootloader在嵌入式系统上电或复位后首先运行,对系统的内核启动和应用程序的开发设计等都起着很关键的作用。因而,一个运行稳定可靠的Bootloader对整个嵌入式系统的运行都显得至关重要。由于Bootloader的功能特性与硬件配置紧密相关,同时不同厂商芯片之间的具体配置差异很大,因而在不同的嵌入式设备之间实现Bootloader严格意义上的通用是不可能的。在实际的软件开发过程中,通常需要按照实际要求和目标板的具体情况来修改和移植通用的Bootloader或者直接编写适用的特定Bootloader。论文针对特定煤气数据采集终端Bootloader的设计实现与应用进行研究,该煤气数据采集终端使用的是基于ARM内核的NXP LPC2368处理器,采用μC/OS-II操作系统。基于对成本的控制考虑,再加上应用程序开发及后续系统调试与维护的要求,需要对该数据采集终端的Bootloader进行设计。论文首先研究了ARM体系结构及ARM处理器的工作模式,接着对Bootloader要实现的功能作用、启动过程和操作模式进行了分析,并在此基础上完成了Bootloader功能结构和其流程的概要设计,然后根据概要设计从应用层、中间件和驱动层三个层面上分别进行了代码的具体设计,完成了Bootloader的总体设计,并为后续系统更新设计了专门的上位机人机交互界面。论文最后对设计的Bootloader设计实验进行验证,实验结果表明该Bootloader不仅完全可对应用程序和操作系统进行加载和引导,还可通过本地升级功能实现对应用程度的升级更新。论文设计的Bootloader具有结构简单,代码量小,方便阅读,节省资源等优点,对理论学习很有帮助,为基于ARM内核的嵌入式终端的Bootloader的设计提供了一个借鉴。


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