[发明专利]一种基于嵌入式系统的快速启动方法

说明书

本发明提出了一种基于嵌入式系统的快速可靠的启动方法，在嵌入式系统领域，特别是在ROM中的固化程序引导外部存储介质内操作系统的启动场景，能有效解决为保持对外部存储介质的兼容性而进行重复扫描导致启动速度下降的问题，同时减少引导程序占用SRAM空间，降低硬件成本。本发明采用技术方案是：对ROM中的固化程序代码进行处理，固化程序遍历扫描出外部存储介质后，对存储介质的相关信息和操作接口进行封装，传递给外部介质的引导程序，引导程序解析扫描介质的封装信息，调用封装信息的读介质操作接口，引导启动操作系统，本方法能够减少外部介质引导程序的遍历扫描操作，加快整个嵌入式系统的启动速度。

技术领域

本发明涉及嵌入式系统领域，特别涉及嵌入式系统的启动场景。

背景技术

随着IC（Integrated Circuit 集成电路）的设计与制造技术发展，SOC（System OnChip，片上系统）作为集包含处理器、存储器和片上逻辑的集成电路也在不断完善，在消费类电子、物联网等SOC领域，芯片厂商为了支持多种外部存储介质（Nand Flash、Nor Flash、eMMC等），一般需要将对介质兼容性处理代码固化到芯片的ROM（Read Only Memory 只读存储器，有的芯片根据产品的定位也会采用EEPROM(Electrically Erasable ProgrammableRead Only Memory)等介质）中，称为固化程序。芯片产品的嵌入式系统固件数据存放在外部存储介质中。这样做可以支持更好地兼容大容量、成本相对低些的外部存储介质，同时可以减少为实现上述兼容性而付出的硬件电路成本和软件工作量。

目前这种采用在ROM中的固化程序引导外部存储介质内操作系统的实现方式使用越来越广泛，产品应用到的行业越来越多，对启动速度和BOM（Bill of Material 物料清单）成本要求也越来越高。

为了最大限度保持对各类外部存储介质的兼容性，ROM中的代码会遍历芯片支持的所有外部存储介质类型，初始化存储介质控制器等硬件，进行数据读取和校验操作，执行这些操作逻辑的代码被固化在ROM中，由于ROM是只读的，ROM中固化的启动代码在运行时，需要一定的SRAM（Static Random Access Memory 静态随机存取储存器）空间存放ROM代码的数据和栈空间，以及外部存储介质系统的启动代码，这些直接决定了使用SRAM空间的大小，由于SRAM的成本较高，如何减少SRAM的空间成为各个IC厂商比较关注的问题。

大部分厂商会采用uboot（普遍用于嵌入式系统中的BootLoader，是在操作系统运行之前执行的一段引导程序，为最终引导操作系统做准备）的SPL（Secondary ProgramLoader，第二阶段引导程序，负责初始化外部RAM并加载引导uboot）作为引导程序，来尽量减少对SRAM的使用，SPL作为uboot内的一段代码，运行在SRAM中，同时需要从外部存储介质读取uboot中其他部分加载到外部ROM中。在具体芯片产品中，外部存储介质的系统可以自定制烧写，ROM中的系统与外部存储介质的系统交互性较少，两个系统对外部存储介质遍历、初始化外部存储介质、系统引导等相关软件操作都会单独再运行一次，导致产品的启动时间会随着ROM和外部介质系统复杂度增加变得越来越长，使整个芯片产品在市场竞争处于不利地位。

为了提升片上系统的启动速度，特别是在外部存储介质品质、类型、参数多样性的情况下，还要减少SRAM硬件成本的付出，需要从软件上设计一种基于片上系统的快速启动方法。

发明内容

本发明提出了一种基于嵌入式系统的快速可靠的启动方法，能有效解决为保持对外部存储介质的兼容性而进行重复扫描导致启动速度下降的问题，同时减少引导程序占用SRAM空间，降低了硬件成本。

本发明要求处理的目标系统满足以下条件：（1）嵌入式系统由三部分组成，固化到ROM中的启动代码、位于外部存储介质的引导程序和操作系统，（2）需要对外部存储介质保存良好的兼容性，（3）固化ROM的程序代码能够通过引导程序正常加载启动外部存储介质的的操作系统。