本發(fā)明涉及一種帶自檢功能的soc應(yīng)用程序引導(dǎo)方法，屬于soc加載技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

soc，systemonchip的簡(jiǎn)稱，即片上系統(tǒng)。從狹義角度講，它是信息系統(tǒng)核心的芯片集成，是將系統(tǒng)關(guān)鍵部件集成在一塊芯片上；從廣義上講，soc是一個(gè)微小型系統(tǒng)，如果說(shuō)中央處理器是大腦，那么soc就是包括大腦、心臟、眼睛和手的系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界一般傾向?qū)oc定義為將微處理器、模擬ip核、數(shù)字ip核和存儲(chǔ)器(或片外存儲(chǔ)控制接口)集成在單一芯片上，它通常是客戶定制的，或是面向特定用途的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。由于其強(qiáng)大的可擴(kuò)展性和高度的集成性，目前soc被廣泛用于移動(dòng)電子產(chǎn)品、智能設(shè)備和控制裝置中。如果將soc比作軀干，那么運(yùn)行于soc中的嵌入式軟件即為片上系統(tǒng)的靈魂。soc借助運(yùn)行于其中的應(yīng)用軟件來(lái)控制外設(shè)工作，進(jìn)行邏輯運(yùn)算從而完成其所擔(dān)負(fù)的應(yīng)用功能。本發(fā)明所述方法即為嵌入式軟件的一部分，屬于bootloader的一種。

在嵌入式操作系統(tǒng)中，bootloader是在操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行之前運(yùn)行?？梢猿跏蓟布O(shè)備、建立內(nèi)存空間映射圖，從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個(gè)合適狀態(tài)，以便為最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核準(zhǔn)備好正確的環(huán)境。在嵌入式系統(tǒng)中，通常并沒(méi)有像bios那樣的固件程序，因此整個(gè)系統(tǒng)的加載啟動(dòng)任務(wù)就完全由bootloader來(lái)完成。目前的bootloader程序在上電后直接將soc的flash空間中的應(yīng)用程序目標(biāo)碼搬運(yùn)到sram中，并從第一條語(yǔ)句開(kāi)始執(zhí)行。一旦出現(xiàn)故障，無(wú)法判別是由于應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)不正確還是由于芯片本身存在故障，或者是由于程序搬運(yùn)過(guò)程存在錯(cuò)誤，造成后續(xù)排故成本高企。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種帶自檢功能的soc應(yīng)用程序引導(dǎo)方法，在啟動(dòng)嵌入式應(yīng)用程序運(yùn)行前，對(duì)其運(yùn)行的環(huán)境及其應(yīng)用程序運(yùn)行前的狀態(tài)的正確性進(jìn)行檢查，從而提高了嵌入式應(yīng)用程序運(yùn)行的正確性和可靠性。

本發(fā)明目的通過(guò)如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

提供一種帶自檢功能的soc應(yīng)用程序引導(dǎo)方法，步驟具體如下：

(1)生成關(guān)于應(yīng)用程序的在soc芯片中運(yùn)行的應(yīng)用程序目標(biāo)碼，計(jì)算應(yīng)用程序目標(biāo)碼的crc校驗(yàn)碼；

(2)將應(yīng)用程序目標(biāo)碼和應(yīng)用程序目標(biāo)碼的crc校驗(yàn)碼打包；

(3)生成帶自檢功能引導(dǎo)方法的目標(biāo)碼，并將引導(dǎo)方法的目標(biāo)碼放于最前端，與應(yīng)用程序目標(biāo)碼及應(yīng)用程序目標(biāo)碼的crc校驗(yàn)碼，一起構(gòu)成帶自檢功能的可執(zhí)行目標(biāo)碼；

(4)上傳帶自檢功能的可執(zhí)行目標(biāo)碼到soc的flash空間中。

優(yōu)選的，所述步驟(3)中生成帶自檢功能引導(dǎo)方法的目標(biāo)碼具體包括如下步驟：

步驟3.1，初始化soc芯片；

步驟3.2，對(duì)應(yīng)用程序運(yùn)行的目標(biāo)sram區(qū)進(jìn)行工作正確性檢查；

步驟3.3，將應(yīng)用程序目標(biāo)碼部分從flash搬運(yùn)到應(yīng)用程序運(yùn)行的目標(biāo)sram中；

步驟3.4，讀取搬運(yùn)到sram中應(yīng)用程序目標(biāo)碼，采取所述的步驟(1)中計(jì)算應(yīng)用程序目標(biāo)碼的crc校驗(yàn)碼的方法，計(jì)算sram中應(yīng)用程序目標(biāo)碼的crc校驗(yàn)碼；

步驟3.5，讀取flash中的應(yīng)用程序目標(biāo)碼的crc校驗(yàn)碼，與步驟3.4中計(jì)算出sram中應(yīng)用程序目標(biāo)碼的crc校驗(yàn)碼進(jìn)行比較，檢查是否一致，若不一致則報(bào)警，若一致，則繼續(xù)執(zhí)行步驟3.6；

步驟3.6，運(yùn)行應(yīng)用程序。

優(yōu)選的，步驟3.2中對(duì)應(yīng)用程序運(yùn)行的目標(biāo)sram區(qū)進(jìn)行工作正確性檢查，即對(duì)每個(gè)sram區(qū)的存儲(chǔ)單元，以雙字為單位，進(jìn)行正確性檢查處理，檢查處理包括如下步驟：

步驟3.2.1，依次向sram的存儲(chǔ)單元中寫入特定值；

步驟3.2.2，在每次寫入特定值后，讀取所寫入的存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)，檢查讀取數(shù)據(jù)與寫入的值是否一致，若不一致，則sram存在故障，進(jìn)行故障報(bào)警；若一致，則繼續(xù)完成其他單元的檢查，直至完成全部應(yīng)用程序運(yùn)行的目標(biāo)sram區(qū)的正確性檢查。

優(yōu)選的，步驟3.2.2及步驟步驟3.5中的故障報(bào)警的方式包括通過(guò)soc的i/o或總線報(bào)警。

優(yōu)選的，故障報(bào)警通過(guò)i/o輸出故障波形或通過(guò)總線輸出故障消息來(lái)完成。

優(yōu)選的，步驟4中上傳帶自檢功能的可執(zhí)行目標(biāo)碼到soc的flash空間中的具體方法為：

步驟4.1，通過(guò)soc提供的程序上傳接口，將可執(zhí)行目標(biāo)碼上傳至以soc上電后執(zhí)行的第一條指令的地址為起始地址的flash地址空間中；

步驟4.2，傳輸完畢后，從flash地址空間中讀取所上傳的可執(zhí)行目標(biāo)碼，并以字節(jié)為單位，與所上傳的源目標(biāo)碼進(jìn)行比較，若一致則結(jié)束傳輸，若不一致，則重新執(zhí)行步驟4.1；如果兩次傳輸失敗則檢查soc和上傳硬件通路是否存在故障，排除故障后重新執(zhí)行步驟4.1。

優(yōu)選的，soc上電，執(zhí)行flash地址空間中的帶自檢功能的引導(dǎo)程序。

優(yōu)選的，soc芯片的型號(hào)為bm3101，soc的微處理器為leon2版本的sparcv8架構(gòu)。

優(yōu)選的，在sram自檢的過(guò)程中，由于sram是檢查的目標(biāo)，因此在檢查的過(guò)程中不使用sram區(qū)。

優(yōu)選的，以sparc的指令集實(shí)現(xiàn)的sram自檢功能的引導(dǎo)方法的目標(biāo)碼具體構(gòu)造步驟如下：

步驟1.將待檢查的sram區(qū)長(zhǎng)度以立即數(shù)的形式放入l7寄存器中；

步驟2.將l3寄存器清零，作為當(dāng)前已訪問(wèn)sram單元計(jì)數(shù)器；

步驟3.將l5寄存器設(shè)置為sram區(qū)的檢查基址；

步驟4.判斷是否sram區(qū)全部地址檢查完畢，如果檢查完畢進(jìn)入步驟12，如果沒(méi)有檢查完畢進(jìn)入步驟5；

步驟5.將當(dāng)前地址值偏移量寫入l4寄存器；

步驟6.向寄存器g1中寫入當(dāng)前檢測(cè)值；

步驟7.向l5+l4指定的sram地址中寫入g1寄存器中的值；

步驟8.讀出l5+l4指定的sram地址中的數(shù)值到寄存器l2中；

步驟9.比較g1和l2中的值是否相等，如不相等則置o2寄存器為1，跳到步驟12，否則繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)步驟；

步驟10.給寄存器l3中的值加一；

步驟11.比較l3的長(zhǎng)度與l7中的長(zhǎng)度是否相等，如果不相等，則跳轉(zhuǎn)到步驟4，如果相等則執(zhí)行步驟12；

步驟12.判斷o2寄存器中的值是否為0，如果為0，則sram自檢成功繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)步驟，否則報(bào)故障，然后進(jìn)入死循環(huán)等待狀態(tài)；

步驟13.將應(yīng)用程序目標(biāo)碼從flash區(qū)搬運(yùn)到sram區(qū)域；

步驟14.計(jì)算sram中的目標(biāo)碼的crc校驗(yàn)碼；

步驟15.比較sram區(qū)中應(yīng)用程序目標(biāo)碼crc與flash中的應(yīng)用程序目標(biāo)碼的crc校驗(yàn)碼字段的一致性，若一致，則將sram中應(yīng)用程序目標(biāo)碼首地址放入程序指令寄存器中，若不一致，則進(jìn)行故障報(bào)警。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明在程序上傳至soc的flash空間的過(guò)程中進(jìn)行了一致性校驗(yàn)，保證了flash空間中的程序的正確性。

(2)在程序由flash空間搬運(yùn)到其運(yùn)行的sram空間前，對(duì)sram空間進(jìn)行功能性校驗(yàn)，保證了程序運(yùn)行環(huán)境的正確性。

(3)在程序由flash空間搬運(yùn)到其運(yùn)行的sram空間后，對(duì)程序搬運(yùn)的正確性進(jìn)行校驗(yàn)，保證了本次上電運(yùn)行程序與flash空間中的程序一致。

(4)本發(fā)明通過(guò)程序上傳的一致性校驗(yàn)、搬運(yùn)前、后的校驗(yàn)，保證了從源程序到每次運(yùn)行程序的正確性，保證了運(yùn)行環(huán)境功能完好，一旦程序發(fā)生故障，能夠快速進(jìn)行故障定位。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明帶自檢功能的soc應(yīng)用程序引導(dǎo)方法流程圖；

圖2為本發(fā)明帶自檢功能的可執(zhí)行目標(biāo)碼實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合圖1，帶自檢功能的soc應(yīng)用程序目標(biāo)碼生成及加載方法，步驟具體如下：

(1)生成關(guān)于應(yīng)用程序的在soc芯片中運(yùn)行的目標(biāo)碼，以字節(jié)為單位，計(jì)算crc校驗(yàn)碼；

(2)將目標(biāo)碼和crc校驗(yàn)碼打包，即將所計(jì)算出的應(yīng)用程序crc校驗(yàn)碼放于緊跟應(yīng)用程序目標(biāo)碼的后面，占用一個(gè)字的空間；

(3)生成帶自檢功能引導(dǎo)方法的目標(biāo)碼，并將其放于應(yīng)用程序目標(biāo)碼的前面，并與應(yīng)用程序目標(biāo)碼及所計(jì)算出的crc校驗(yàn)碼，一起構(gòu)成帶自檢功能的可執(zhí)行目標(biāo)碼，參見(jiàn)圖2。

帶自檢功能的引導(dǎo)方法包括如下步驟：

步驟3.1，初始化soc芯片，包括存儲(chǔ)器訪問(wèn)配置、cache訪問(wèn)配置，芯片工作頻率、i\o接口、串口、總線等在內(nèi)的運(yùn)行最小配置集；

步驟3.2，對(duì)應(yīng)用程序運(yùn)行的目標(biāo)sram區(qū)進(jìn)行工作正確性檢查；對(duì)應(yīng)用程序運(yùn)行的目標(biāo)sram區(qū)進(jìn)行工作正確性檢查，具體為：對(duì)每個(gè)sram區(qū)的存儲(chǔ)單元，以雙字為單位，進(jìn)行正確性檢查處理，檢查處理包括如下步驟：

步驟3.2.1，依次向sram的存儲(chǔ)單元中寫入特定值，包括0xffffffff，0xaaaaaaaa，0x55555555，0x00000000；

步驟3.2.2，在每次寫入特定值后，讀取所寫入的存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)，檢查讀取數(shù)據(jù)與寫入的值是否一致：若不一致，則sram存在故障，進(jìn)行故障報(bào)警；若一致，則繼續(xù)完成其他單元的檢查；報(bào)警的方式可通過(guò)soc的i/o、串行總線或其他擴(kuò)展總線，如1553b總線等通過(guò)輸出故障波形或故障消息來(lái)完成；

步驟3.3，將應(yīng)用程序目標(biāo)碼部分從flash搬運(yùn)到應(yīng)用程序運(yùn)行的目標(biāo)sram中；

步驟3.4，讀取搬運(yùn)到sram中應(yīng)用程序目標(biāo)碼，采取所述的步驟(1)處理中相同的方法，以字節(jié)為單位，來(lái)重新計(jì)算crc校驗(yàn)碼；

步驟3.5，讀取flash中的crc校驗(yàn)碼，與步驟3.4中計(jì)算出的crc校驗(yàn)碼進(jìn)行比較，檢查是否一致，若不一致則報(bào)警，若一致，則繼續(xù)執(zhí)行步驟3.6；

步驟3.6，利用跳轉(zhuǎn)指令，跳轉(zhuǎn)至應(yīng)用程序的第一條指令處，運(yùn)行應(yīng)用程序。

(4)上傳帶自檢功能的可執(zhí)行目標(biāo)碼到soc的flash空間中，包括如下步驟：

步驟4.1，通過(guò)soc提供的程序上傳接口，將可執(zhí)行目標(biāo)碼上傳至以soc上電后執(zhí)行的第一條指令的地址為起始地址的flash地址空間中；

步驟4.2，傳輸完畢后，從flash地址空間中讀取所上傳的可執(zhí)行目標(biāo)碼，并以字節(jié)為單位，與所上傳的源目標(biāo)碼進(jìn)行比較，若一致則結(jié)束傳輸，若不一致，則重新執(zhí)行步驟4.1；如果兩次傳輸失敗則檢查soc和上傳硬件通路是否存在故障，排除故障后重新執(zhí)行步驟4.1。

soc的工作過(guò)程如下：

soc上電，執(zhí)行flash地址空間中的帶自檢功能的引導(dǎo)程序，執(zhí)行步驟3.1-3.6，運(yùn)行應(yīng)用程序。

在一個(gè)實(shí)施例中，在型號(hào)bm3101的soc芯片中實(shí)現(xiàn)上述引導(dǎo)程序。該soc的微處理器為leon2版本的sparcv8架構(gòu)。本實(shí)施例在引導(dǎo)程序進(jìn)行自檢時(shí)發(fā)現(xiàn)故障的情況下，采用1553b總線對(duì)故障信息進(jìn)行發(fā)送。

本發(fā)明所構(gòu)建的bootloader，即引導(dǎo)程序，是在加電后自動(dòng)執(zhí)行，完成cpu和相關(guān)硬件的初始化后，再將固化的嵌入式應(yīng)用程序裝在到內(nèi)存中然后跳轉(zhuǎn)到嵌入式應(yīng)用程序所在的空間，啟動(dòng)嵌入式應(yīng)用程序運(yùn)行。

本發(fā)明所述的技術(shù)包括了一種引導(dǎo)程序的構(gòu)建方法，運(yùn)行邏輯。與其他傳統(tǒng)的引導(dǎo)程序不同的方面在于，其在啟動(dòng)嵌入式應(yīng)用程序運(yùn)行前，對(duì)其運(yùn)行的環(huán)境及其應(yīng)用程序運(yùn)行前的狀態(tài)的正確性進(jìn)行檢查，從而提高了嵌入式應(yīng)用程序運(yùn)行的正確性和可靠性。

以下是以sparc的指令集實(shí)現(xiàn)的sram自檢功能的具體實(shí)現(xiàn)方法，在自檢失敗后，構(gòu)建1553b故障信息消息并放入rt對(duì)應(yīng)子地址的發(fā)送緩沖區(qū)中，同時(shí)程序停止執(zhí)行后續(xù)功能(進(jìn)入死循環(huán))，等待排故。在sram自檢的過(guò)程中，由于sram是檢查的目標(biāo)，因此在檢查它的過(guò)程中不允許使用sram區(qū)，包括堆棧區(qū)。

帶自檢功能引導(dǎo)方法的目標(biāo)碼構(gòu)造步驟如下：

步驟1.將待檢查的sram區(qū)長(zhǎng)度以立即數(shù)的形式放入l7寄存器中；

步驟2.將l3寄存器清零，作為當(dāng)前已訪問(wèn)sram單元計(jì)數(shù)器；

步驟3.將l5寄存器設(shè)置為sram區(qū)的檢查基址；

步驟4.判斷是否sram區(qū)全部地址檢查完畢，如果檢查完畢進(jìn)入步驟24，如果沒(méi)有檢查完畢進(jìn)入步驟5；

步驟5.將當(dāng)前地址值偏移量寫入l4寄存器；

步驟6.向寄存器g1中寫入當(dāng)前檢測(cè)值0xffffffff

步驟7.向l5+l4指定的sram地址中寫入g1寄存器中的值；

步驟8.讀出l5+l4指定的sram地址中的數(shù)值到寄存器l2中；

步驟9.比較g1和l2中的值是否相等，如不相等則置o2寄存器為1，跳到步驟24，否則繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)步驟；

步驟10.向寄存器g1中寫入當(dāng)前檢測(cè)值0xaaaaaaaa

步驟11.向l5+l4指定的sram地址中寫入g1寄存器中的值；

步驟12.讀出l5+l4指定的sram地址中的數(shù)值到寄存器l2中；

步驟13.比較g1和l2中的值是否相等，如不相等則置o2寄存器為1，跳到步驟24，否則繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)步驟；

步驟14.向寄存器g1中寫入當(dāng)前檢測(cè)值0x55555555

步驟15.向l5+l4指定的sram地址中寫入g1寄存器中的值；

步驟16.讀出l5+l4指定的sram地址中的數(shù)值到寄存器l2中；

步驟17.比較g1和l2中的值是否相等，如不相等則置o2寄存器為1，跳到步驟24，否則繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)步驟；

步驟18.向寄存器g1中寫入當(dāng)前檢測(cè)值0x00000000

步驟19.向l5+l4指定的sram地址中寫入g1寄存器中的值；

步驟20.讀出l5+l4指定的sram地址中的數(shù)值到寄存器l2中；

步驟21.比較g1和l2中的值是否相等，如不相等則置o2寄存器為1，跳到步驟24，否則繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)步驟；

步驟22.給寄存器l3中的值加一

步驟23.比較l3的長(zhǎng)度與l7中的長(zhǎng)度是否相等，如果不相等，則跳轉(zhuǎn)到步驟4,否則繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)步驟；

步驟24.判斷o2寄存器中的值是否為0，如果為0，則sram自檢成功繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)步驟，否則報(bào)故障，然后進(jìn)入死循環(huán)等待狀態(tài)；

步驟25.將應(yīng)用程序目標(biāo)碼從flash區(qū)搬運(yùn)到sram區(qū)域；

步驟26.計(jì)算sram中的目標(biāo)碼得crc(由于此時(shí)sram已檢查完畢，算法可以使用sram區(qū)，可以用高級(jí)語(yǔ)言撰寫)；

步驟27.比較sram區(qū)中應(yīng)用程序目標(biāo)碼crc與flash中的應(yīng)用程序目標(biāo)碼的crc校驗(yàn)碼字段的一致性，若一致，則將sram中應(yīng)用程序目標(biāo)碼首地址放入程序指令寄存器中，否則報(bào)故障。

以上所述，僅為本發(fā)明最佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

本發(fā)明說(shuō)明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員的公知技術(shù)。