PFCD-S5520 YOKOGAWA

 (1)引导加载程序的移植，包括固化在固件(Fireware)中的boot代码和Bootloader两大部分。大多数嵌入式系统中并没有固件，Bootlo-ader是上电后执行的***个程序。它主要用来初始化处理器及外设，然后调用Linux内核。

    (2)嵌入式Linux内核移植。特定于嵌入式处理系统的定制内核以及内核的启动参数。内核的启动参数可以是内核默认的，或是由Bootlo-ader传递给它的。

    (3)文件系统制作。包括根文件系统和建立于FLASH内存设备之上的文件系统。里面包含了Linux系统配置文件和运行应用软件所需要的库等。

    (4)用户应用程序编写。特定于用户的应用程序，它所实现的功能通常就是设计该嵌入式系统所要达到的目标，它们也存储在文件系统内。

    3．1Bootloader移植

    对于支持ARM架构的Bootloader有U-Boot，Vivi等。U-Boot(UniversalBootLoader)即通用Bootloader，是遵循GPL条款的开放源代码项目。它可以引导Linux，VxWorks，LynxOS等多种操作系统。支持PowerPC，x86，ARM等多种架构的CPU，具有丰富的设备驱动源码，如串口、以太网、SDRAM，FLASH等。系统采用U-Boot的版本为1．1．6，它已支持***DK2410开发板，在其基础上进行修改。U-Boot1．1．6中对NANDFLASH的支持有新旧两套代码，新代码在drivers/nand目录下，旧代码在driver／nand_legacy目录下。本次移植选用新代码，它移植自Lin-ux2．6．12，更加智能。移植过程分以下几步。

    (1)根据具体输入时钟，修改时钟定义参数。***DK2410开发板的默认时钟为12MHz。

    (2)依照实际开发板的内存地址分配情况修改lowlevelinit．S文件。

    (3)针对S3C2410，S3C2440NANDFLASH控制器的不同，修改接口参数。

    (4)仿照内核支持NANDFLASH的文件来编写片选函数。命令和控制函数，查询状态函数。

    (5)根据具体NANDFLASH芯片设置时序参数。

    (6)增加从NANDFLASH烧写，读取YAFFS2文件系统映像功能。

    (7)修改Makefile文件，将新建文件编入U-Boot中。

    在编写烧写YAFFS2文件系统映像的命令时，要注意YAFFS2文件系统映像里除了2KB的数据外，后面还包括了64B的OOB数据，所以映像文件大小是以2112B为单位。OOB中已经包含了ECC，在烧写时不需要再计算ECC校验码。烧写时，首先检查是否为坏块，是就跳过，然后写入2KB的数据，***后写入64B的OOB数据。还要增加对skipfirstblk参数的支持。使烧写YAFFS2文件系统映像时，跳过分区上***个块，这是由YAFFS2文件系统特性决定的。

    由于不使用ECC校验码，烧写过程中会不断提示以下信息：

    WritingdatawithoutECCtoNAND-FLASHisnotreeom-mended

    可以修改driver／mtd／nand／nandbase．C文件的nand_write_page函数，将输出这条信息的命令去掉。

    ***后执行makeXX_config和makeall命令，生成的U-Boot．bin文件即可以运行与目标板上了。将它烧入NORFLASH后启动，在串口工具中能够看到提示信息。输入nandinfo命令即可查看到NANDFLASH的信息，说明U-Boot识别出了NANDFLASH。

    3．2嵌入式Linux内核移植

    目前Linux内核还没有正式支持YAFFS文件系统，所以需要通过补丁修改Linux内核，另外YAFFS文件系统也需要MTD设备驱动的支持。首先******新版本的2．6内核，这里以linux-2．6．29．4为例。尽管Linux2．6并不是一个真正的实时操作系统，但其改进的特性能够满足系统响应需求。再***YAFFS代码包。内有YAFFS和YAFFS2两个文件夹。其中YAFFS已经不再维护，进入YAFFS2。文件夹内有patch-ker．sh补丁文件，使用以下命令将YAFFS2加入到Linux内核。

    根据具体NANDFLASH芯片特性，修改t***s，twrph0，twrphl的值。

    修改arch／arm／tools／math-types文件，使其Linux内核的机器号与Bootloader传递来的参数一致。建立好交叉编译环境，在环境变量PATH中添加交叉编译工具路径。或者直接在makefile文件内添加修改也可以。使用makes3c2410_defconfig命令，将2410的默认配置文件写到当前目录下的．config。使用makeme-nuconfig命令配置内核模块的功能，要选中MTD和YAFFS2支持。在Bootopti***选项中增加以下语句。

 

    使用makezImage命令，生成是zlmage映像文件。再用mkimage工具制作ulmage，uImage是U-Boot专用的映像文件，它在zImage之前加上一个长度为040的“头”，说明这个映像文件的类型、加载位置、生成时间、大小等信息。

    3．3制作文件系统

    嵌入式Linux系统都需要构建根文件系统，构建根文件系统的规则在文件系统层次标准(FilesystemHi-erarchyStandard，FHS)文档中。首先建立根文件系统目录和动态链接库，然后使用Busybox工具可以生成根文件系统所需的bin，sbin，usr目录和linuxrc文件。Bosybox是一个遵循GPLv2协议的开源项目，它在编写过程总对文件大小进行优化，并考虑了系统资源有限(比如内存等)的情况，为嵌入式系统提供了一个比较完整的工具集。

    YAFFS2源代码包内除了本身文件系统代码外，utils目录下还包含了mkYAFFSimage／mkYAFFS2image的代码，修改Makefile里的内核路径编译出mkYAFFSimage／mkYAFFS2image工具。其中mkYAFFSimage用于制作512B的小页YAFFS文件系统，mkYAFFS2image用于制作2KB以上的大页YAFFS2文件系统。输入以下格式命令，制作出支持大页的YAFFS2文件系统映像。

    mkYAFFS2imageMYM{PRJROOT}rootfsrootfs．YAFFS

    通过mkYAFFS2image制做出来的映像文件其OOB中包含的ECC是使用YAFFS2／YAFFSecc．c文件中的YAFFSECCCaimJlate函数计算出来的

    ECC校验码，其校验算法和nandecc．c文件内的nand_calculate_ecc函数校验算法不同，如果在内核中由MTD来处理ECC，当读取NANDFLASH中的数据时，会通过nand_calculate_ecc函数的算法再生成一个新的ECC校验和，校验的时候，将从OOB区中读出的原ECC校验和新ECC校验和按位异或，其错误的结果会造成系统认为所有的页面都是错误的。解决办法有两种，一是在内核编译时把LetsYAFFSdoitsownECC选上，同时修改内核把MTD驱动中的ECC校验关闭；二是修改mkYAFFS2image．c文件，使其制作image时使用nand_caleulate_ecc函数的校验算法，在内核编译时不要把LetsYAFFSdoitsownECC选上，同时打开MTD驱动中的ECC校验。

    3．4系统测试

    启动系统后，Bootloader首先运行，然后它将内核***到内存中，并且在内存某个固定的地址设置好要传递给内核的参数，***后运行内核。内核启动之后，它会将文件系统挂载为根文件系统，接着启动文件系统中的应用程序。启动途中会显示如下信息：

 

    重新启动，内核可以从NANDFLASH启动根文件系统。

    4结语

    大页NANDFLASH的快速擦除、读／写性能满足了系统对实时性的要求，YAFFS2可靠的掉电保护和***率的读写以及对NANDFLASH存储设备的保护等优势增加了整个系统的安全性和健壮性，两者的结合达到了装备对数据的大容量存储和管理的需求。目前，该系统已装备于某部，用于实时监测装备的战技术状况，以及长时间实时记录装备工作数据，用于事后分析评估装备性能和操作手水平，在***作训中发挥了重大作用。