1 引言

　　boot loader(内核引导程序)是在操作系统内核运行之前运行的一段自举程序，用于初始化硬件设备、改变处理器运行模式、重组中断向量和建立内存空间映射图，从而将系统的软硬件带到一个合适的状态或者用户定制的特定状态，以便为最终加载操作系统内核准备好正确的环境[1]。

　　嵌入式linux系统常用的boot loader有arm-boot、redboot、u-boot等。u-boot (全称universal boot loader)是当前比较流行的遵循gpl条件的开放源码项目。u-boot具有源码公开的特点，开发人员可根据自身需要进行裁减；支持多种处理器和嵌入式操作系统内核；具有多种设备驱动源码：支持种引导方式；具有功能强大且成熟、稳定等诸多优点，故在嵌入式系统开发过程中广泛采用。u-boot严重依赖于底层硬件，不同的cpu或嵌入式板极设备需要不同的u-boot，因此，在嵌入式系统中建立通用的u-boot是非常困难的，故u-boot需针对开发板量身定做。

2 开发平台

2.1 bf533简介

　　blackfin系列dsp是adi公司与intel联合开发推出的第一款高性能、低功耗第四代定点dsp产品，融合了analog devices/intel公司的微信号结构(msa)。它将一个32位risc型指令集和双16位乘法累加(mac)信号处理功能与通用型微控制器所具有的易用性组合在一起。这种组合使blackfin处理器能够在信号处理和控制处理应用中发挥最佳的性能。且blackfin处理器通过将工业标准接口与高性能的信号处理内核相结合在一起,用户可以快速设计出节省成本的解决方案，而且无需昂贵的外部组件。

　　本开发系统采用bf533，bf533是主频高达600 mhz、峰值处理能力为1.2 gmi/s的高性能blackfin处理器。bf533内核包含2个16位mac、2个40位alu、4个8位视频alu以及1个40位移位器。另外，bf533还包括1个uart口、1个spi口、2个串行口(sport)、4个通用定时器(其中3个具有pwm功能)、1个实时时钟、看门狗定时器以及1个并行外设接口。外部存储器控制器可与sdram、sram、flash和rom实现无缝连接[2]。

2.2 系统硬件平台简介

　　本系统的开发板硬件系统如图1所示。

　　目标板以blackfin嵌入式处理器为核心，数据地址线复用到sdram、flash、usb、ethernet，并通过fpga实现逻辑控制。此外，将uart端口转换为rs232端口引出。其中sdram的地址为0x00000000～0x02000000，flash的地址为0x20000000～0x20300000。

　　宿主机采用window和suse10.0双操作系统，采用串行接口和以太网连接宿主机和目标板，程序先在宿主机上编译，然后下载至目标板上运行，目标板的终端被重定向到串行接口，由宿主机输出。

2.3 开发环境的建立

2.3.1 在宿主机上设置终端

　　大部分嵌入式系统在宿主机大多都采用kermit或minaicom实现与目标板的通信，本系统采用inicom。minicom是linux下一个类似于windows超级终端的友好串口通信程序。在终端输入bash#minicom-s进入minicom设置画面，设置串口波特率、有效数据位、停止位以及奇偶校验位分别为57 600、8 bit、1位停止位以及无奇偶校验位等。

2.3.2安装交叉编译器

　　交叉编译是在一个架构下编译另外一个架构的目标文件。要从http：//blackfin.uclinux.org网站上下载blackfin toolchain，然后安装并修改环境变量path，使其包含toolchain的安装目录。

3 u-boot启动两阶段

　　u-boot代码一般分为stage1和stage2两大部分。stage1依赖于cpu体系结构如设备初始化代码，常用汇编语言编写以达到短小精悍,提高系统运行效率的目的。它主要包括cpu/bf533目录下的start.s。stage2一般采用c语言编写实现复杂功能，这样代码则具有更好的可读性和可移植性，主要包括lib blackfin/board.c文件和common/main．c文件中main_loop函数。

stagel从cpu入口函数cpu/bf533/start.s开始,通常包含以下步骤：

　　(1)基本硬件的初始化，为随后执行kernel准备好基本的硬件环境。包括：屏蔽所有中断，引导装载程序的执行过程中不必执行任何中断，中断屏蔽可通过写cpu的中断屏蔽寄存器或状态寄存器实现；设置cpu的速度和时钟频率，初始化pll；ram初始化，初始化内存控制器的各个寄存器；初始化uart，向串口打印u-boot的字符信息；关闭cpu内部指令，数据cache。

　　(2) 为加载u-boot的stage2准备ram空间，通常将stage2置于整个ram空间的最顶层1 mb空间。

　　(3)拷贝u-boot的stage2到ram。判断是否是flash运行,如果是就将stage2的代码拷贝到text base处。将stage2安排到ram空间的最顶层1 mb是较推荐的方法。

　　(4)设置堆栈指针sp为c语言代码执行做好准备