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目前在嵌入式开发的过程中，开发者往往把大量精力投入到嵌入式微处理器MPU与众多外设的连接方式以及应用代码的开发之中，而忽视了对嵌入式系统最基本、最核心部分的研究。
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启动架构是嵌入式系统的关键技术。掌握启动架构对于了解嵌入式系统的运行原理有着重要的意义。嵌入式系统在启动时，引导代码、操作系统的运行和应用程序的加载主要有两种架构，一种是直接从 Nor Flash 启动的架构，另一种是直接从 Nand Flash 启动的架构。
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需要注意的是，在嵌入式系统启动引导的过程中会有多种情况出现，如 vxWorks 的启动代码 bootrom 就有压缩和非压缩，驻留和非驻留方式之分，而操作系统本身也多以压缩映象方式存储，所以启动代码在执行和加载过程中需要根据不同的情况，作出相应的处理。# @( C; C4 h `. W
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1 从 Nor Flash 启动% W6 `4 d2 v4 B% X
Nor Flash 具有芯片内执行（XIP，eXecute In Place）的特点，在嵌入式系统中常做为存放启动代码的首选。从 Nor Flash 启动的架构又可细分为只使用 Nor Flash 的启动架构和 Nor Flash 与 Nand Flash 配合使用的启动架构。图 5 给出了这两种启动架构的原理框图。3 _# R H, n' T, l1 Z# ^
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1.1 单独使用 Nor Flash
% T, [; |0 L ]2 P! E G4 j( H# }# Q在该架构中，引导代码、操作系统和应用代码共存于同一块 Nor Flash 中。系统上电后，引导代码首先在 Nor Flash 中执行，然后把操作系统和应用代码加载到速度更高的 SDRAM 中运行。另一种可行的架构是，在 Nor Flash 中执行引导代码和操作系统，而只将应用代码加载到 SDRAM 中执行。/ l( T6 @6 i1 A$ z" ~
2 b- c5 G9 G A$ ?该架构充分利用了 Nor Flash 芯片内执行的特点，可有效提升系统性能。不足在于随着操作系统和应用代码容量的增加，需要更大容量昂贵的 Nor Flash 来支撑。
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i! @3 e6 M' C2 J: }* f; w6 ^; X1.2 Nor Flash 和 Nand Flash 配合使用8 X! ?& M/ v, m3 G" o5 h
Nor Flash 的单独使用对于代码量较大的应用程序会增加产品的成本投入，一种的改进的方式是采用 Nor Flash 和 Nand Flash 配合使用的架构。在该架构中附加了一块 Nand Flash，Nor Flash（2M 或 4M）中存放启动代码和操作系统（操作系统可以根据代码量的大小选择存放于 Nor Flash 或者 Nand Flash），而 Nand Flash 中存放应用代码，根据存放的应用代码量的大小可以对 Nand Flash 容量做出相应的改变。 g; Z r) I9 z p' _
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系统上电后，引导代码直接在 Nor Flash 中执行，把 Nand Flash 中的操作系统和应用代码加载到速度更高的 SDRAM 中执行。也可以在 Nor Flash 中执行引导代码和操作系统，而只将 Nand Flash 中的应用代码加载到 SDRAM 中执行。该架构是当前嵌入式系统中运用最广泛的启动架构之一。
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1.3 从 Nand Flash 启动3 R |) |! X: a4 o" k( |
有些处理器如 SamSung 公司的 ARM920T 系列处理器 S3C2410 支持从 Nand Flash 启动的模式，它的工作原理是将 NandFlash 中存储的前 4KB 代码装入一个称为 Steppingstone（BootSRAM）的地址中，然后开始执行该段引导代码，从而完成对操作系统和应用程序的加载。该方式需要处理器内部有 NAND 控制器，同时还要提供一定大小额外的 SRAM 空间，有一定的使用局限性，在实际开发中较少使用。
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发表于 2020-5-25 10:35
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