嵌入式Linux框架的理解

Posted 2022-05-31 ct20150811

从事嵌入式linux工作也几年了，如果算上大学期间的自学，那么也算是个工程师了。期间写过底层bootloader、内核的驱动和上层应用程序。对于芯片内部的模块也在大学时候用fpga的verilog玩过，所以对于整个嵌入式的框架也算是有点小小的理解，今天我们一起来来谈谈。如有偏差，请各位不吝赐教!

首先还是看下整个框架。

 

关于bootloader

1、当板子一上电，因为芯片有boot的功能，自动会从flash搬启动代码并执行处理。这里的代码其实就是bootloader的第一个阶段。其实bootloader就是具有boot和loarder的功能。Boot就是搬代码，引导，loarder就是加载各个需要的驱动。

2、bootloader第一个阶段做的事情，具体做了什么可以看下图。

 

 

 

3、 bootloader的第一阶段主要是汇编的代码，接着的第二阶段基本是c代码。这里主要是初始化了需要的外围设备，比如说网卡驱动，串口驱动等等，然后启动内核。

4、 启动内核可以从网络启动，也可以sd/emmc卡启动。其主要就是把内核的代码给loard进DDR中，然后执行。

Bootloader的内存分布如下：

 

关于芯片内的IP核(各模块控制器)

对于芯片内的一些IP核，也就是各个模块的控制器了，其实都是通过FPGA来实现的。FPGA就是现场可编程门阵列。比如拿I2C控制器来说吧。I2C主要就是SDA和SCL两根线了，实现的功能就是传输数据了。在IP核的内部可以实现很多的逻辑，比如说当要发送一个设备地址的时候，主要配一下寄存器，该模块的状态机获取这个数据，然后发送了SDA线的数据是从设备的设备地址，那么从设备就会回应一个低电平，这时这个模块的SDA线有了这个低电平，那么就可以知道这个设备地址发送正确了。而我们不需要知道IP核内部是怎么去处理的，只需要配置个数据给一个寄存器，然后该模块就会做相应的处理。当然可以用模拟的方法，所以这就是IP核的作用了，用配寄存器来实现功能，从而隐藏了内部的工作时序，封装的很好。

至于其他的模块也是同一个原理。

关于内核

 

当bootloader把内核代码loard进了DDR之后，那么就要启动内核了。内核的启动简单的如下所示：

 

 

 

当内核启动完成后，就会调用用户的init守护进程了。

关于linux文件系统

当内核调用到linux的文件系统后，那么在控制台终端就可以运行你要的程序。具体和linux操作系统无多大差异。

关于android文件系统

当找到了android的init程序后。下面的图很好的分析了android的启动过程。

由以上就可以知道我们用得手机或者pad到底是怎么实现的。其实嵌入式linux也就这些东东，不过要学好这些，所需要积累的和学习的还是有很多很多的。