SD卡升级

一个嵌入式Linux系统从软件的角度看可以分为四层：Bootloader，Linux内核，文件系统和应用程序。四个层次中Bootloader一般是按照嵌入式硬件配置定制的，是嵌入式系统加电以后运行的第一段软件代码。要对Bootloader进行升级一般只能通过人工手动完成。用户程序是运行在Linux上的一个程序，其升级方法很简单，一般可以通过网络进行升级。Linux内核和文件系统的升级一般是在Bootloader阶段实现的。 通过对uboot进行扩展，加入系统升级功能，如下： 设备重启首先运行uboot，在这过程中U-Boot完成系统初始化之后，在引导内核之前先检查SD卡中是否有内核和文件系统映像，若有则读取映像到SDRAM中，然后通过U-Boot中的Flash命令将内核或文件系统烧写到Flash的对应分区中来完成升级，若无则直接启动系统，具体流程如下：                             U-Boot工作原理： U-Boot的启动过程分为两阶段。第一阶段由汇编语言实现，与具体硬件平台相关;第二阶段由可读性和可移植性较好的C 语言实现，完成U-Boot 的主要功能。这样的优点在于可以把基于硬件的代码与系统的通用代码划分开，使得系统的移植工作主要针对第一阶段代码进行修改，而无需或只需少量修改第二阶段代码，简化了移植过程，提高了系统开发效率。 U-Boot第一阶段代码实现的主要功能有： (1)硬件设备的初始化; (2)为加载Bootloader 第二阶段准备RAM 空间(即初始化SDRAM); (3)复制Bootloader 第二阶段代码到RAM 空间(U-Boot拷贝其全部代码到RAM); (4)设置堆栈; (5)跳转到第二阶段C代码入口处。 当系统完成代码搬运并设置好C 语言使用的堆栈等环境后，就会跳转到内存中的第二阶段代码C语言入口处继续运行。第二阶段代码完成的主要功能有： (1)继续初始化相关硬件设备(如串口、系统时钟及定时器等); (2)检测系统内存映射; (3)加载内核映像及根文件系统映像; (4)设置内核启动参数; (5)调用内核。 第二阶段的U-Boot在设置好相应的终端设备后会停止等待若干秒，如果在该时间段内串口有输入，则U-Boot进入交互下载模式，循环读取串口命令并执行;如果串口没有输入，则U-Boot执行启动加载模式代码，将操作系统内核加载到内存并启动系统。 3、U-boot扩展升级 U-boot本身并不带升级功能，需要对其进行扩展已完成升级功能，将内核和文件系统烧写到Flash的相应分区中，本方案是针对TI8127，它具有512MB的SDRAM和256MB的的NAND Flash，NAND Flash的起始地址映射到0x0，SDRAM的起始地址映射到0x81000000，NAND Flash分为U-Boot-min、U-Boot、Kernel、File System等几个分区，分区的起始地址和大小如下： 分区名 起始地址 大小 U-Boot-min 0x0 0x20000 U-Boot 0x20000 0x60000 Kernel 0x00280000 0x00300000 File System 0x006C0000 0x5000000 升级的扩展功能主要是在U-boot的第二阶段完成，在U-boot完成外围硬件初始化之后，检测是否有SD卡插入，如有有则继续检测SD中是否有内核和文件系统映像，如果有相应的映像文件就启动相应的升级工作，升级完成后启动新的系统。系统升级核心工作可以分为两步，第一步是将相应的镜像读取到SDRAM，第二步是将SDRAM中的镜像写入到相应的Flash分区中，详细流程图如下： 通过上面的分析可以看出，扩展一个支持SD卡升级功能的U-Boot需要完成以下步骤： 1）判断是否存在SD卡，通过使用U-Boot提供的find_mmc_device函数，这里只要判断函数的返回值即可知道是否存在SD卡。 2）检测ENV环境变量update字段，如果为0或者不存在则进行下述步骤，否则设置update为0并退出升级过程。 3）判断SD卡是否有映像文件，如果存在则将其烧写到Flash的相应分区，实现这个功能需要使用U-Boot的run_command函数，    检查内核映像是否存在也是通过执行命令的方式，如果存在那么ENV环境变量fileexist的值就是YES，并且此时映像已经加    载到SDRAM中，可以直接通过命令将其烧写到Flash的对应分区中。 4）多次重复上述步骤，直至所有映像都已加载完成。 5）设置update字段为1，重启系统。 示例代码如下 1、判断是否存在SD卡，通过使用uboot提供的find_mmc_device函数，这里只要判断函数的返回值即可知道是否存在SD卡。示例代码如下： mmc = ind_mmc_device(); if(NULL == mmc) return; else mmc_init(mmc); 2、判断SD卡是否有内核映像文件 如果存在则将其烧写到Flash的相应分区，实现这个功能需要使用uboot的run_command函数，因为内核的镜像文件一般不超过5M，所以在烧写内核映像时不需要检查镜像的大小，检查内核映像是否存在也是通过执行命令的方式，如果存在那么env环境变量fileexist的值 就是YES，并且此时内核映像已经加载到SDRAM中，可以直接通过命令将其烧写到Flash的对应分区中。具体代码实现如下： #define FINDKERNEL  “fatload mmc 0 0x81000000 uImage” 将uImage下载到SDRAM的0x81000000 地址处 #define WRITEKERNELTOFLASH “nand erase 0x00280000 0x00300000;fnand write.i 0x81000000 0x00280000 0x300000” 一是擦除分区，二是写入分区 检测是否有内核映像文件，存在则下载到SDRAM中 Run_command(FINDKERNEL,0); Ret = getenv(“fileexist”); If(strcmp(ret,”YES”) == 0) { Run_command(WRITEKERNELTOFLASH ,0); } 获取大小getenv（filesize） 3、判断SD卡是否有文件系统文件，方法同上