U—BooT支持網絡功能,，在下載操作系統(tǒng)內核和大的文件系統(tǒng)時,，比其它不支持網絡的引導加載程序速度更快、更方便,。目前U—BOOT僅支持10M／100M的網絡功能,，隨著科學技術發(fā)展，千兆網絡功能必將大量應用在嵌入式系統(tǒng)中,。本文介紹了一種讓U—BOOT支持千兆網絡功能的方法，可以使U—BOOT功能更加強大,，使用更加方便,。

U—BOOT簡介

U—BOOT的全稱是Universal Boot Loader，它遵循GPL條款的開放源碼項目,，支持多種處理器,，如ARM、PowerPC,、MIPS等,，也支持Linux、VxWorks,、QNX,、RTEMS、ARTOS,、LynxOS等嵌入式操作系統(tǒng),。

U-BOOT包含兩種不同的工作模式：啟動加載模式和下載模式。啟動加載模式也稱為自主模式,，即U—BOOT從目標機上的某個固態(tài)存儲設備上將操作系統(tǒng)加載到RAM中運行,，這種模式是U—BOOT的正常工作模式。下載模式就是在開發(fā)或生產過程中,，U—BOOT通過網絡連接等通信手段從主機下載操作系統(tǒng)內核和文件系統(tǒng)等到目標機的RAM中,，然后再寫到目標機上的FLASH類固態(tài)存儲設備中。U—BOOT允許用戶在這兩種工作模式間進行切換,，系統(tǒng)啟動時會延時等待一段時間,，如果這時用戶沒有按鍵，U—BOOT就默認進入啟動加載模式,。

U—BOOT代碼采用一種高度模塊化的編程方式,，可以很方便地在不同的硬件平臺上進行移植。U—BOOT下包含多個目錄,，如圖1所示,。其中BOARD目錄下存放了所有其支持的目標板子目錄，比如BOARD／SMDK2440/就是本文將要用到的目標板；COMMON目錄是與體系結構無關的文件,，實現各種命令的C文件,；CPU目錄存放了其支持的CPU類型，比如arm920t,、mips,、mpc8260和nios等，每個特定的子目錄中都包括cpu．c和interrupt．c,、start．s,；DRIVERS目錄存放了各種外設接口的驅動程序，其中就包含本文用到的千兆網絡的驅動程序,；FS目錄存放了一些文件系統(tǒng),，U—BOOT現在支持cramfs、fat,、fdos,、jffs2和registerfs；net目錄存放的是與網絡有關的代碼,，BOOTP協(xié)議,、TFTP協(xié)議、RARP協(xié)議和NFS文件系統(tǒng)的實現,，INCLUDE目錄存放了一些相關頭文件,，還有對各種硬件平臺支持的匯編文件、系統(tǒng)的配置文件和對文件系統(tǒng)支持的文件,。



硬件平臺

本文使用的硬件平臺是基于S3C2440A的開發(fā)板和基于非PCI千兆以太網控制芯片AX88180的嵌入式網卡,，如圖2所示。S3C2440A是ARM920T核的16／32位RISC嵌入式微處理器,，運行頻率高達500MHz,，開發(fā)板上有64M NAND閃存、64M SDRAM,；網卡由MAC芯片AX88180,、PHY芯片88E1111、RJ45等電路組成,；S3C2440A目標板與網卡之間采用目標板32位擴展總線相連接,，在產品設計時也可以將這兩部分設計在同一塊板上。




驅動程序

在U-BOOT中嵌入千兆網絡功能需要設計千兆網卡驅動程序,，并在U—BOOT中進行移植,，在相應的硬件平臺上實現通過千兆網口下載等功能。網卡驅動程序主要由初始化程序eth_init(bd_t*bd),、關閉網絡設備程序eth_halt(void),、發(fā)送數據包程序eth_send(volatilevoid*packet,，intlength)、接收數據包程序inteth_rx(void)等組成,。初始化程序的工作主要是配置和初始化硬件,，在初始化程序里可以完成對網絡控制芯片AX88180和PHY芯片的配置，比如將接口設置為1000Mbps,、全雙工模式等,。數據發(fā)送就是將上層協(xié)議打包好的數據放在發(fā)送數據緩沖區(qū)，然后由網卡發(fā)送到網絡上,；數據接收就是在網卡接收到網絡傳來的數據包產生中斷后,，從緩沖區(qū)將數據取出交給上層協(xié)議程序進行解包處理。中斷服務程序處理網卡發(fā)送數據包后,、接收到數據包后產生的中斷以及PHY產生的中斷等,。

網卡初始化程序如下：

int eth_init(bd_t*bd)
{
memset(&axlocal，0,，sizeof(AX88180_PRIVATE))；
RESET_MAC,；
DISABLE_INTERRUPT,；
WRITE_MACREG(CMD，WAKEMOD),；
tmp16=bd-＞bi_enetaddr,；
macid0_val=(tmp16＜＜8) │ bd＞bi_enetaddr[0]；
tmp16=bd-＞bi_enetaddr,；
macid1_val=(tmp16＜＜8)│ bd＞bi_enetaddr,；
tmp16=bd-＞bi_enetaddr；
macid2_val=(tmpl6＜＜8)│ bd＞bi_enetaddr,；
WRITE_MACREG(MACID0,，macid0_val)；
WRITE_MACREG(MACID1,，macid1_val),；
WRITE_MACREG(MACID2，macid2_val),；
ax88180_PHY_initial(),；
ax88180_meida_config()；
WRITE_MACREG(RXFILTER,，DEFAULT_RXFILTER),；
INT TXRX VARIABLES；
READ_MACREG(ISR,，tmp_regval),；
PRINTK(INIT_MSG,”ax88180,；The interrupt status="0x"％081x＼n”．tmp_regval)；
if(tmp_regval)
WRITE_MACREG(ISR,，tmp_regval),；
WRITE_MACREO(CMD，RXEN │ TXEN │ WAKEMOD),；
return0,；}

驅動移植

驅動移植是在基于S3C2440A硬件平臺的U—BooT中添加驅動程序代碼和相關配置，具體如下：

1．在drivers／目錄中添加網口設備驅動程序ax88180．c和ax88180．h,。

2．在lib_arm／board．C中相應位置(參考CS8900)添加如下代碼：

#ifdef CONFIG_DRIVER_AX88180
extern Void ax88180_get_enetaddr(uchar*addr),；
#endif
#ifdef CONFIG_DRIVER_AX88180
ax88180_get_enetaddr(gd一＞bd＞bi_enetaddr)；
#endif

3．在include/configs/smdk2440．h中相應位置(參考CS8900)添加如下代碼：

#define CONFIG_DRIVER_AX88180 1 #define AX88180_BASE
Ox08000000

4．最后在drivers／Makefile中加入ax88180．o,，重新編譯生成U—BooT即可,。

結語

U-BOOT廣泛應用在嵌入式系統(tǒng)中，本文闡述的方法可以使U-BOOT功能更強大,、使用更方便,，文中介紹的硬件平臺給嵌入式系統(tǒng)千兆網絡功能的設計提供了一定的指導。本設計雖然基于S3C2440A平臺,，對其它類似的系統(tǒng)也有很好的借鑒作用,，本文介紹的方法已經在產品中得到應用，效果良好,。