[发明专利]基于单存储器的嵌入式设备的启动系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种嵌入式操作系统存储器领域，特别是涉及一种基于单存储器的嵌入式设备可以在常规和XIP的两种启动模式下的启动系统。

背景技术

嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。随着嵌入式技术及半导体存储器技术的飞速发展，消费者对嵌入式产品的系统尺寸、启动速度、运行实时性、功耗等各方面提出来更高的要求。因此，简化嵌入式操作系统的启动引导过程、缩短启动时间、降低系统功耗对嵌入式产品的赢得市场地位具有十分重要的意义。

一个嵌入式系统从软件角度看可以分为四个部分，请参阅图1，显示为传统的嵌入式设备的启动系统架构示意图，如图所示，所述传统的嵌入式设备的启动系统1包括CPU控制器11，系统总线12、外围总线设备13、NOR Flash存储器14、NAND Flash存储器15，易失性DRAM16组成，所述的嵌入式操作系统1在正常启动过程可以分为以下四个阶段：

(1)上电/复位：片内固件运行，进行启动方式选择；当选择从Flash启动时，加载并开始执行引导加载程序；

(2)引导加载程序的引导装载过程：硬件设备初始化，建立内存空间映射，解压内核映像文件并跳转到内核映像入口；

(3)内核：内核初始化，搜索设备和安装驱动，挂载根文件系统；

(4)用户空间：从文件系统中启动init程序初始化和启动图形界面，应用程序初始化等。

由上可知，所述的嵌入式操作系统1采用了NOR+NAND+DRAM混合类型存储器结构，具体是指，采用非易失的NOR Flash存储器14来存储启动程序代码，采用NAND Flash存储器15存储代码(操作系统和应用软件)和数据，采用易失性DRAM16存储执行代码时的变量和数据结构。在嵌入式设备启动运行时，需要将操作系统和应用软件都映射到DRAM中执行，这种技术降低了系统的运行速度同时增加了对DRAM的需求，因此增加了系统成本和功耗。再者，由于NAND Flash存储器15采用块操作模式，不支持XIP启动模式和随机存取。

经过实验研究证明，发明人发现造成嵌入式系统的启动缓慢主要原因在于：呈如图2显示的传统嵌入式设备的常规启动方式所示，所述嵌入式系统启动时，由所述NAND Flash存储器15到所述易失性DRAM16内核映像的拷贝解压过程中耗费了大量时间，以及内核加载文件系统时对文件系统的根文件系统进行解压、挂载，拷贝、解压也浪费了很长时间。同时，常规的嵌入式系统采用混合的多种类型的存储器构建嵌入式存储系统，混合类型的存储器系统在使用时带来一定的局限性，同时在存储系统的管理、控制方面也相对复杂。

因而，如何提供一种新型的非挥发性存储器作为嵌入式设备的存储系统，并基于该存储系统实现设备的两种启动模式，实已成本本领域从业者亟待解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于单存储器的嵌入式设备的启动系统，不但可以实现常规启动及基于XIP两种启动模式，还可实现存储空间的共享，根据需求可以调整各个存储区的大小，便于软件升级及嵌入式设备的高效运行，以及能够简化CPU接口，节约I/O引脚数量，甚至可以在一些应用中使用不带DRAM控制器的CPU，以达到节约成本的目的。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于单存储器的嵌入式设备的启动系统，其特征在于，至少包括：中央处理器，系统总线，外围总线设备，以及一单类型存储器，其中，所述单类型存储器通过所述系统总线与所述中央处理器连接，所述单类型存储器划分有启动程序存储区、内核存储区、文件系统存储区、以及系统RAM区，以使所述嵌入式设备在常规和XIP的两种启动模式下执行启动作业。

在本发明的基于单存储器的嵌入式设备的启动系统中，所述单类型存储器为单一类型的非挥发随机存储器，具体地，所述单一类型的非挥发随机存储器为相变存储器、阻变存储器、磁存储器、或铁电存储器其中之一者。