基于MIPS的嵌入式引导技术研究与实现

论文摘要

在嵌入式系统中,引导/装载程序通常负责对内核的引导和为软件开发提供一个良好的调试环境,在传统的引导/装载程序中,仅完成简单的引导工作和基本的调试接口。随着嵌入式系统的不断复杂化,对引导/装载程序提出了新的维护需求。设计一套引导/装载程序,具备任务调度能力和网络通信能力,具备良好的扩展性,从而满足嵌入式系统对引导/装载程序的各种维护需求。以基于MIPS 4Kec微处理器的SMP8635芯片为硬件平台,研究MIPS体系结构下Linux系统的引导技术。构建了由基础模块、核心模块和扩展功能模块构成的三层模型。基础模块实现系统的初始化,异常处理及引导;核心模块实现网络协议栈和任务调度;扩展功能模块完成具体的功能需求。基础模块中,通过研究MIPS体系结构特征,对MIPS 4Kec的通用寄存器、控制寄存器和内存管理机制进行了初始化,实现了MIPS体系结构对各类异常的处理,实现了MIPS体系结构下对Linux内核的引导和内核参数的传递。核心模块中,针对MIPS处理器完成了μC/OS-II的移植,实现了任务调度机制,在μC/OS-II上实现了LwIP操作系统模拟层,设计了LwIP的网卡驱动,实现了通信功能。扩展功能模块中,实现了对控制命令的解析,相关参数的传递和函数的执行。实现了对romfs文件系统的文件提取执行,显示开机画面。设计了一键恢复模式,从而实现对产品的维护。

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摘要

Abstract

1 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外发展概况

1.3 课题主要研究工作

2 Bootloader 的总体设计

2.1 PIAT-6 产品的软硬件架构

2.2 Bootloader 的需求分析

2.3 Bootloader 的结构及各模块概述

2.4 本章小结

3 系统的初始化和引导

3.1 MIPS 体系特征和指令格式

3.2 程序入口及CPU 初始化

3.3 Cache 和TLB 初始化

3.4 异常的处理

3.5 Linux 内核的引导

3.6 本章小结

4 多任务调度和网络协议栈的实现

4.1 μC/OS-II 在MIPS 体系结构的移植

4.2 LwIP 在μC/OS-II 系统上的移植

4.3 本章小结

5 扩展功能模块的实现

5.1 命令控制台的设计与实现

5.2 开机画面的实现

5.3 一键恢复功能的设计

5.4 本章小结

6 结束语

致谢

参考文献

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标签：引导论文; 装载程序论文; 任务调度机制论文; 轻型网络协议栈论文;

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