基于AT91RM9200的嵌入式ARM开发平台的实现

嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可以裁剪来适应系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗要求严格的专用计算机体系。随着各种微处理器功能的完善以及软件上操作系统的支持，使得嵌入式系统有了完整的体系架构。

　　在专用的嵌入式板上运行操作系统需要利用Bootloader来引导加载内核和系统程序。Bootloader主要实现初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而把嵌入式硬件和嵌入式操作系统很好地衔接起来。

　　U-Boot是当前比较流行、功能强大、比较有代表性的Bootloader，支持的处理器包括PowerARM(ARM7，ARM9，Srongarm，Xscale)、MIPS、X86、Motorola等系列。

　　与目前常见的嵌入式操作系统如Vxworks，QNx，Windows CE，Palm Os等相比，嵌入式Linux操作系统以价格低廉、功能强大而且易于移植被广泛地使用到各种嵌入式设备当中。文中主要介绍了基于at91 rm9200的ARM硬件开发平台，以及U-Boot和Linux-2．6．20内核在此平台上的移植。

　　AT91RM9200处理器，是由Atmel公司开发的基于ARM920T内核的微处理器，带有MMU，CPU时钟最高可达240 MHz，有着丰富的标准接口、EBI接口，内部集成了静态存储控制器、SDRAM控制器、Burst Flash控制器等。SDRAM采用两片hy57v651620b芯片，组成32 bit通道，大小一共16 MB，Flash采用Intel Js28f128芯片，容量为16 MB。网络芯片采用dm9161a。系统硬件平台的原理，如图1所示。

　　1 U-Boot移植

　　对于AT91RM9200，系统上电时，通过检测BMS来选择系统的启动方式，如果BMS为高电平，则系统从片内ROM启动，如果BMS为低电平，则从片外的Flash启动。在没有移植U-Boot到Flash之前，只能选择片内ROM启动。片内启动时，AT91RM9200的ROM上电之后被映射到了0x0和0x100000处，在这两个地址处都可以访问ROM。AT91RM9200的ROM固化了一个Bootloarder程序，这个Bootloader主要完成一些相应的初始化工作，并且运行Xmodem协议等待接收Loader．bin映像。Loader.bin代码可以到Atmel官方网站下载，Loader.bin主要完成的任务是通过Xmodem协议将U-Boot．bin下载到内存中直接运行。U-Boot．bin在内存中跑起来之后就可以利用U-Boot的功能把Boot．bin和U-Boot．bin写到Flash中，从而实现片外Flash启动。其中Boot．bin主要实现的任务是把Flash中的U-Boot拷贝到内存中执行。

　　U-Boot的源代码可以到官方网站下载。文中所用的版本是U-Boot-1．1．1，对AT91RM9200的芯片完全支持，由于具体硬件的不同，需要做一定的修改。支持AT91RM9200代码在BOARD／AT91RM9200 目录下面，主要有AT91RM9200DK．c，Flash．c，U-Boot．lds，Con-fig．mk几个文件。主要做的修改如下：

　　(1)修改Config．mk中的Tex_base为0x20f00000，和前面的boot地址保持一致；

　　(2)修改Flash．c文件，使其支持Intel JS28F128芯片。由于官方使用支持的是AMD Flash，需要在代码里添加对本系统芯片的支持。在U-Boot的代码中Strong ARM架构里的xm250，它的代码是支持Intel Flash的，可以参考相应代码实现移植；

　　(3)修改头文件 include／Configs／AT91RM9200dk．H，主要修改的是针对SDRAM以及Flash的参数配置：将phys_sdram设置成0x20000000，这个是SDRAM的起始地址，phys_flash_sdram_size设置为0x1000000，SDRAM容量为16 MB。对于Flash，需要修改的是：Flash起始地址设置为0x10000000(Flash挂在bank0上)，phys_flash_size设置为0x1000000。扇区的总数cfg_max_flash_sect相应设置为128。

　　最后在Linux里安装交叉编译器，笔者用的交叉编译器的版本是2．95．3，编译代码，生成U-Boot．bin文件。U-Boot启动后显示，如图2所示。

　　2 Linux2．6．20内核移植

　　2．1 Linux内核版本选择

　　Linux内核版本更新速度非常块，现在最新的版本已发展到了2．6．26．3。与2．4内核相比，2．6内核稳定性更好、对于总线、文件系统、块设备支持、多媒体、网络安全性等方面都有了更好的支持，因此笔者选择移植功能和可靠性都比较欧成熟的Linux2．6．20版本到本系统中。Linux内核的源代码可在www．kernel．org网站上下载，Atmel官方网站上可以获取针对AT91RM9200的补丁2．6．20-AT91．patch．gz和Linux-2．6．20-exp．diff．Bz2。对Linux2．6．20源代码打上支持AT91RM9200处理器的补丁之后，内核就可以支持AT91RM9200处理器了。

　　2．2 交叉编译环境的建立

　　采用的交叉编译工具为ARM-Linux-Gcc3．4．1，这是目前比较通用支持编译2．6内核的交叉编译器，完全支持编译2．6内核，在开发平台上将交叉编译器安装好，并配置好环境变量Path=$Path：／Usr／Local／Arm／3．4．1／Bin。