许世文 王慧

摘 要 Bootloader是嵌入式系統的重要组成部分，一般来说，Bootloader最重要的作用是用来加载操作系统，为调用操作系统内核准备好正确的环境。不过随着半导体产业的发展，许多高性价比的MCU（微处理器）不断推出市场，这些MCU有着丰富的外设资源，但是内部的存储资源不足以运行嵌入式操作系统，只能运行微实时内核或无操作系统的应用，用来满足低成本但相对智能化且需求易变的应用需求。由于应用功能的定制化以及系统维护等因素，也需要加入Bootloader来提高系统的灵活性。本文主要通过将著名的开源Bootloader（U-Boot）移植到ST（意法半导体）公司的一款高性价比微处理器STM32F103来阐述Bootloader的运行机理，需要说明的是，U-Boot虽然对多种处理器平台、多种操作系统有着良好的支持，但其框架仅支持那些运行在内存（SRAM/DRAM/SDRAM）的操作系统且自身也需运行在内存中，而STM32F103的SRAM仅64K，不足以用来运行程序，故需对U-Boot的框架进行改造，使其不但自身运行在闪存（FLASH）中，并且可以直接引导闪存中的应用程序。这样可使得类似于STM32F103这样的“低端”嵌入式平台也能共享U-Boot丰富的命令集和灵活的配置功能。

关键词 Bootloader；U-Boot；STM32F103；嵌入式；FLASH

引言

嵌入式系统，是一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”。一般来说，计算机系统都具有相应的引导程序，它的作用是初始化硬件设备、完成必要的初始化过程，加载操作系统等。对于嵌入式系统来说，出于对成本、体积、性能、功耗等多方面因素考虑，除了使得Bootloader的设计不但严重依赖于硬件，甚至很多时候不再需要Bootloader。……