從事嵌入式linux工作也幾年了,如果算上大學期間的自學,那么也算是個工程師了。期間寫過底層bootloader、內核的驅動和上層應用程序。對于芯片內部的模塊也在大學時候用fpga的verilog玩過,所以對于整個嵌入式的框架也算是有點小小的理解,今天我們一起來來談談。如有偏差,請各位不吝賜教!
首先還是看下整個框架。
關于bootloader
1、當板子一上電,因為芯片有boot的功能,自動會從flash搬啟動代碼并執行處理。這里的代碼其實就是bootloader的第一個階段。其實bootloader就是具有boot和loarder的功能。Boot就是搬代碼,引導,loarder就是加載各個需要的驅動。
2、bootloader第一個階段做的事情,具體做了什么可以看下圖。
3、 bootloader的第一階段主要是匯編的代碼,接著的第二階段基本是c代碼。這里主要是初始化了需要的外圍設備,比如說網卡驅動,串口驅動等等,然后啟動內核。
4、 啟動內核可以從網絡啟動,也可以sd/emmc卡啟動。其主要就是把內核的代碼給loard進DDR中,然后執行。
Bootloader的內存分布如下:
關于芯片內的IP核(各模塊控制器)
對于芯片內的一些IP核,也就是各個模塊的控制器了,其實都是通過FPGA來實現的。FPGA就是現場可編程門陣列。比如拿I2C控制器來說吧。I2C主要就是SDA和SCL兩根線了,實現的功能就是傳輸數據了。在IP核的內部可以實現很多的邏輯,比如說當要發送一個設備地址的時候,主要配一下寄存器,該模塊的狀態機獲取這個數據,然后發送了SDA線的數據是從設備的設備地址,那么從設備就會回應一個低電平,這時這個模塊的SDA線有了這個低電平,那么就可以知道這個設備地址發送正確了。而我們不需要知道IP核內部是怎么去處理的,只需要配置個數據給一個寄存器,然后該模塊就會做相應的處理。當然可以用模擬的方法,所以這就是IP核的作用了,用配寄存器來實現功能,從而隱藏了內部的工作時序,封裝的很好。
至于其他的模塊也是同一個原理。
關于內核
當bootloader把內核代碼loard進了DDR之后,那么就要啟動內核了。內核的啟動簡單的如下所示:
當內核啟動完成后,就會調用用戶的init守護進程了。
關于linux文件系統
當內核調用到linux的文件系統后,那么在控制臺終端就可以運行你要的程序。具體和linux操作系統無多大差異。
關于Android文件系統
當找到了android的init程序后。下面的圖很好的分析了android的啟動過程。
由以上就可以知道我們用得手機或者pad到底是怎么實現的。其實嵌入式linux也就這些東東,不過要學好這些,所需要積累的和學習的還是有很多很多的。
不過先通覽全局,然后逐步深入,那么學習起來目標性更強,才更有興趣和信心學好它。