一种嵌入式系统的引导系统
专利汇可以提供一种嵌入式系统的引导系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开一种 嵌入式系统 的引导系统，所述引导系统包括：嵌入式系统的第一存储区域，以及存储于该区域的可升级引导程序；嵌入式系统的第二存储区域，以及存储于该区域的基本引导程序；所述程序进行系统引导时，包括步骤：11)系统上电；加载基本引导程序初始部分；12)基本引导程序判断是否存在可升级引导程序；若是，则进行下一步骤；若否，则进行步骤14)；13)加载可升级引导程序，并采用该引导程序实现对嵌入式系统的引导；执行完毕后，进入步骤15)；14)加载基本引导程序的剩余部分，实现对嵌入式 操作系统 的引导；15)结束。本发明提供的引导系统兼顾了嵌入式系统引导系统的升级需求和系统的 稳定性 的需求，可降低嵌入式系统的维护成本。，下面是一种嵌入式系统的引导系统专利的具体信息内容。
1、一种嵌入式系统的引导系统，其特征在于，包括：
嵌入式系统的第一存储区域，以及存储于该区域的可升级引导程序；
嵌入式系统的第二存储区域，以及存储于该区域的基本引导程序；
所述程序进行系统引导时，包括步骤：
11)系统上电；加载基本引导程序初始部分；
12)基本引导程序判断是否存在可升级引导程序；若是，则进行下一步骤； 若否，则进行步骤14)；
13)加载可升级引导程序，并采用该引导程序实现对嵌入式系统的引导； 执行完毕后，进入步骤15)；
14)加载基本引导程序的剩余部分，实现对嵌入式操作系统的引导；
15)结束。
2、根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述步骤11)与步骤12) 之间包括：
21)运行上电自检测程序；检测正常则进入下一步骤；否则死机，不再进 入下一步骤。
3、根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述步骤12)后，步 骤13)前包括：
31)基本引导程序校验所述可升级引导程序是否完整正确；若是，则进入 步骤13)；若否，则进入步骤14)。
4、根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述步骤31)中对所述可 升级引导程序的校验采用信息-摘要算法MD5。
5、根据权利要求3所述的系统，其特征在于，若执行步骤14)，则在完 成该步骤后，还进行
51)对所述可升级引导程序进行修复，完成后，进入步骤15)。
6、根据权利要求5所述的系统，其特征在于，对所述可升级引导程序进 行修复包括：
61)判断嵌入式系统的应用软件是否完整正确；若是，则进入步骤62)； 若否，则进入步骤63)；
62)进行页面升级，即通过引导页面的引导，使嵌入式系统访问相关网站 并下载相关程序，完成对所述可升级引导程序的修复后，进入步骤15)；
63)启动命令行界面。
7、根据权利要求6所述的系统，其特征在于，执行所述步骤63)后接收 手动输入的指令，实现对所述可升级引导程序的修复。
8、根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述存储基本引导程 序的嵌入式系统的第二存储区域被硬件加锁，所述存储可升级引导程序的嵌入 式系统的第一存储区域未被硬件加锁。
9、根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述第一存储区域和 第二存储区域分别占用4个块的闪速存储器FLASH空间，每个块包含1024K 字节。
技术领域
本发明涉及嵌入式系统，具体地说涉及一种嵌入式系统的引导系统。
背景技术
引导系统是各种嵌入式系统的重要组成部分，它包括嵌入式系统存储元 件的特定区域以及存储于该区域的引导程序(BootLoader)。在嵌入式操作系 统上电后，首先在所述存储元件的特定区域中寻找所述引导程序并运行该程 序。该引导程序用于初始化必要的硬件设备，创建操作系统内核需要的一些 信息，并将这些信息通过相关机制传递给操作系统内核，从而将嵌入式系统 的软硬件环境带到一个合适的状态，最终调用操作系统内核，实现引导和加 载操作系统内核。引导程序具有受保护性，不可恢复性等特征。引导系统的 核心是引导程序，但其所在的存储区域也应该被视为该引导系统的一部分， 因为沟通嵌入式系统的软件与硬件是引导程序的主要作用，该引导程序所在 的存储区域的地址是固定的，该存储区域是否硬件加锁等硬件状况对嵌入式 系统的稳定性也非常重要，因此，引导系统是一个包括硬件(存储有软件程 序的特定区域)和软件(存储在特定区域上的程序)结合构成的系统，两者 缺一不可。
由于升级的需要，多数嵌入式系统的引导程序所在的存储区域没有硬件 加锁，因此仍然可以改写，也就存在被误操作所破坏的可能。嵌入式系统的 引导程序一旦被破坏，则整个嵌入式系统将无法正常工作，并且很难恢复。 目前，这种情况一般需要将嵌入式系统返回厂家重写引导程序，这加重了厂 家的维修负担，更给使用者带来不便。
发明内容
本发明提供的嵌入式系统的引导系统，包括：
嵌入式系统的第一存储区域，以及存储于该区域的可升级引导程序；
嵌入式系统的第二存储区域，以及存储于该区域的基本引导程序；
所述程序进行系统引导时，包括步骤：
11)系统上电；加载基本引导程序初始部分；
12)基本引导程序判断是否存在可升级引导程序；若是，则进行下一步 骤；若否，则进行步骤14)；
13)加载可升级引导程序，并采用该引导程序实现对嵌入式系统的引导； 执行完毕后，进入步骤15)；
14)加载基本引导程序的剩余部分，实现对嵌入式操作系统的引导；
15)结束。
优选地，所述步骤11)与步骤12)之间包括：
21)运行上电自检测程序；检测正常则进入下一步骤；否则死机，不再 进入下一步骤。
优选地，所述步骤12)后，步骤13)前包括：
31)基本引导程序校验所述可升级引导程序是否完整正确；若是，则进 入步骤13)；若否，则进入步骤14)。
优选地，所述步骤31)中对所述可升级引导程序的校验采用信息-摘要 算法MD5。
优选地，若执行步骤14)，则在完成该步骤后，还进行
51)对所述可升级引导程序进行修复，完成后，进入步骤15)。
优选地，对所述可升级引导程序进行修复包括：
61)判断嵌入式系统的应用软件是否完整正确；若是，则进入步骤62)； 若否，则进入步骤63)；
62)进行页面升级，即通过引导页面的引导，使嵌入式系统访问相关网 站并下载相关程序，完成对所述可升级引导程序的修复后，进入步骤15)；
63)启动命令行界面。
优选地，执行所述步骤63)后接收手动输入的指令，实现对所述可升级 引导程序的修复。
优选地，所述存储基本引导程序的嵌入式系统的第二存储区域被硬件加 锁，所述存储可升级引导程序的嵌入式系统的第一存储区域未被硬件加锁。
优选地，所述第一存储区域和第二存储区域分别占用4个块的闪速存储 器FLASH空间，每个块包含1024K字节。
本发明提供的嵌入式系统的引导系统具有可升级引导子系统1和基本引 导子系统2，在开机后，由基本引导子系统2的基本引导程序进行上电自检 测，并判断所述的可升级引导子系统1的可升级引导程序是否存在，若存在 则交由可升级引导程序进行系统引导并最终完成系统引导过程。若所述的可 升级引导子程序不存在或者被破坏，则加载基本引导程序的其余部分，由基 本引导程序完成系统引导。
在本发明的优选实施方式中，所述可升级引导程序被破坏或者不存在时， 基本引导程序在系统引导完成后，以页面引导方式，引导使用者通过下载等 方式下载所述可升级引导程序。
本发明提供的引导系统，具有两个子系统，其中基本引导子系统可以采 用硬件加锁的方式予以保护，从而保证嵌入式系统不会被误操作破坏，同时， 该引导系统的可升级引导子系统又可以按照用户的需要，随时进行下载升级。 本发明兼顾了嵌入式系统引导系统的升级需求和系统的稳定性的需求，可以 降低嵌入式系统的维护成本。
附图说明
图1是本发明第一实施例的结构示意图；
图2是本发明第一实施例的引导过程流程图。
具体实施方式
本发明提供的嵌入式系统引导系统包括可升级引导子系统1和基本引导 子系统2。
所述可升级引导子系统1包括：可升级引导程序，以及存放该程序的嵌 入式系统的存储元件(本实施例中的具体存储元件为FLASH MEMORY，闪 速存储器，简称FLASH)的第一存储区域，其地址空间为FFF80000～ FFFFFFFF，占用四个块(Block，每个块包括1024K字节)。
所述基本引导子系统2包括：基本引导程序，以及存放该程序的嵌入式 系统的FLASH的第二存储区域，其地址空间为FFF00000～FFF7FFFF，占用 四个块。
在所述嵌入式系统的FLASH的其它地址空间FF800000～FFFEFFFF中， 存放有应用程序。这部分程序不属于该嵌入式系统引导程序。
所述可升级引导程序用于实现主要的系统引导功能，它包括MAC/SN(网 络标识/产品标识)校验、FTS(生产中的测试程序)程序引导、Application Image (应用程序)合法性校验、TFTP SERVER(网络传输协议)启动、命令行界 面(CLI，Command Line Interface)，Application Image(应用程序)引导等 功能模块。存储该可升级引导程序的存储区域不受硬件锁存的保护，用户可 以通过Application Image中的引导程序升级接口对此区域进行写操作，实现 对可升级引导程序的升级。
所述基本引导程序包含POST(Power On SelfTest，上电自检测)，可升 级引导程序合法性校验、MAC/SN校验、FTS程序引导、Application Image合 法性校验、TFTP SERVER启动、CLI、Application Image引导等功能模块。 同时，基本引导程序所在的第二存储区域(FFF00000～FFF80000)被硬件加 锁(BLOCK LOCK)，除非首先使用相应的解锁程序(BLOCK UNLOCK) 解锁后，才可以对此区域进行写操作。上述措施确保基本引导程序始终保持 完整状态。当然，并不排除通过CLI对所述第二存储区域解锁，然后通过 CLI对基本引导程序进行升级。在正常情况下，进行系统引导时，该基本引 导程序的各个功能模块并不全部运行，而是在运行POST(Power On Self Test)、可升级引导程序合法性校验等模块后，如果经过验证证明可升级引 导程序为合法，则将系统的控制交由可升级引导程序，由可升级引导程序完 成系统引导功能。
尽管在本实施例中，基本引导程序所在的存储区域被硬件加锁，但是实 际使用中也可以不进行硬件加锁，此时，基本引导程序的作用在于为引导程 序准备了一个备份，可以在科升级引导程序受到破坏时作为后备。
本实施例的嵌入式系统的引导系统，为用户提供了可方便升级的可升级 引导程序，用户可以根据要求方便的对其升级，使用户能够最大的发挥该嵌 入式系统的作用。同时，该嵌入式系统的引导系统又为用户提供了存储区域 受到硬件加锁保护的基本引导程序，可以确保该嵌入式系统出现误操作或其 它原因造成可升级引导程序被破坏时，通过基本系统引导下程序实现对该嵌 入式系统的引导。
请参看图2，该图为本发明提供的嵌入式系统引导方法。该引导方法通 过所述引导程序的运行实现。
步骤S200，开始，嵌入式系统上电。
步骤S201，加载基本引导程序的初始部分并运行其中的POST。
所述嵌入式系统上电后，首先加载存储在FLASH的特定存储区域的基 本引导程序的初始部分并运行。所述基本引导程序在该嵌入式系统上电后首 先执行加电自检程序(Power On Self Test)，该程序对嵌入式操作系统的硬件 进行检测。当检测表明嵌入式系统的硬件完好后，进入下一步。若硬件系统 存在故障，则死机并进行报警。
步骤S202，检验所述可升级引导程序是否存在。若是，进入步骤S203； 若否，则进入步骤S205。
所述可升级引导程序由于各种原因可能实际并不存在，此时，就要通过 基本引导程序自身的各个功能模块完成引导功能。如果所述可升级引导程序 存在，则应该使用可升级引导程序完成引导功能。这是由于，可升级引导程 序可由用户随时升级，可以使嵌入式系统具有更好的运行效果。
在现有技术下有多种实现上述检验所述可升级引导程序是否存在的方 法。例如，设置一定的标志位，该标志位在所述的可升级引导程序被安装后 进行置位，供基本引导程序查阅。
步骤S203，检验所述可升级引导程序是否完整正确。若是，则进入步骤 S204；若否，则进入步骤S205。
在检验表明该可升级引导程序存在后，还需进一步检验所述可升级引导 程序的完整性和正确性，这是由于可升级引导程序可以较容易的被改写，因 此有可能受到破坏，为避免运行已被损坏的可升级引导程序，应当对该程序 进行检验。
所述检验可升级引导程序的完整性，具体是通过MD5(Message-Digest Algorithm 5，信息-摘要算法)实现，该算法能够对一段信息产生信息摘要 (Message-Digest)，以防止该段信息被篡改。
步骤S204，加载所述可升级引导程序，并使用该程序完成系统引导。整 个引导过程结束，进入步骤S210。
步骤S205，加载所述基本引导程序的剩余部分，并使用基本引导程序完 成系统引导。
完成系统引导后，操作系统控制的内核已经被调用，实现引导和加载内 核。引导系统的任务已经完成，但是由于所述可升级引导程序处于不正常的 状态，有必要对此进行一些处理。为此，进行下述步骤。
步骤S206，判断应用程序(Application Image)是否完整正确。若是， 则进入步骤S207；若否，则进入步骤208。
所述嵌入式系统的应用软件具有升级页面，用户可以在该升级页面的指 示下，通过远程访问的方式实现对所述的可升级引导程序的升级。
所述应用程序如果完整正确，则可以直接使用该应用程序的升级页面实 现对可升级引导程序的升级，从而完成对可升级引导程序的恢复和升级。如 果应用程序不完整，则不能使用该页面升级方式，以免出错。
上述升级页面也可以由用户在嵌入式系统正常工作后自行进入，随时对 引导系统进行升级。
步骤S207，通过升级页面恢复所述可升级应导程序。
所述的升级页面，实际上是进入该嵌入式系统应用程序提供的一个用于 实现升级所述可升级引导程序的页面，用户在该页面的引导下，控制嵌入式 系统访问相关的网站，或者从其它途径获得可升级引导程序并下载，被下载 的程序会被写入所述可升级引导子系统的特定存储区域中，最终完成对可升 级引导程序的升级。在此，使用这一页面完成对被损坏或尚未按装的可升级 引导程序的恢复或安装。这一步骤完成后，可升级引导程序就恢复完毕，进 入步骤S210。
在嵌入式系统正常运行的情况下，也可以进入所述升级页面，通过下载 可升级引导程序的新版本，实现对可升级引导程序的升级。
步骤S208，启动命令行界面(Commond Line Interface，CLI)。
所述命令行界面是所述的嵌入式系统通过串行接口提供的改写该嵌入式 系统FLASH内容的接口。通过该接口可手动改写嵌入式系统的FLASH的内 容。如果不需要进行命令行界面升级，也可以退出该界面，直接进入步骤 S210。
步骤S209，升级所述可升级引导程序。
进入CLI界面后，采用手动输入的方法，通过所述CLI界面升级和恢复 所述可升级引导程序。这种升级和恢复方式比较复杂，并且容易出现问题， 因此一般需要由厂家进行。由于需要手动升级的情况比较少见，因此，对于 可升级引导程序出现破坏时，一般都可以通过页面升级方式实现系统的恢复 和升级。
步骤S210，结束，进入应用程序。
对FLASH进行硬件加锁保护是FLASH厂家提供的一种功能。使用该功 能可以对FLSASH按照块(Block，每个块包含1024K字节)为单位实现硬 件加锁。目前多数嵌入式操作系统未对存放引导程序的FLASH地址加锁， 这是由于加锁之会使用户难以自行对引导程序进行升级。由此导致的问题是 引导程序有可能被误操作破坏。
本发明提供的方法由于具有可升级引导子系统1和基本引导子系统2， 因此，可以对基本引导子系统2的FLASH地址区域进行硬件加锁，而对可 升级引导子系统1所在的FLASH地址不进行硬件加锁操作，从而达到保证 系统不被破坏，以及随时可以升级的目的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润 饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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