基于ARM Cortex M3 的bootloader设计

这种模式也称为"自主"（Autonomous）模式。也即 bootloader 从目标机上的某个固态存储设备上将操作系统加载到 RAM 中运行，或者执行跳转到应有程序，整个过程并没有用户的介入。这种模式是 bootloader 的正常工作模式，因此在嵌入式产品发布的时侯，bootloader 显然必须工作在这种模式下。

下载（Downloading）模式：

在这种模式下，目标机上的 bootloader 将通过串口连接或网络连接等通信手段从主机（Host）下载文件，比如：下载应有程序固件文件。从主机下载的文件通常首先被 bootloader 保存到目标机的 RAM 中，然后再被 bootloader 写到目标机上的FLASH 类固态存储设备中。bootloader 的这种模式通常在第一次安装内核与根文件系统时被使用；此外，以后的系统更新也会使用 bootloader 的这种工作模式。工作于这种模式下的 bootloader 通常都会向它的终端用户提供一个简单的命令行接口。

1.2 与主机文件传输

最常见的情况就是，目标机上的 bootloader 通过串口与主机之间进行文件传输，传输协议通常是 xmodem／ymodem／zmodem 协议中的一种。本文所述bootloader支持基于串口的xmodem文件传输协议。

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图：xmodem协议文件传输界面

1.3 主要任务与典型结构框架

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图：主要任务

初始化硬件设备

通常包括：（1）初始化至少一个串口，以便和终端用户进行 I/O 输出信息。以NXP的系列为例，通常选择UART0初始化，可兼顾固件下载接口和用户I/O输出；（2）初始化计时器；（3）初始化flash等。

在初始化这些设备之后，也可以设置LED闪烁，以表明已经进入 main() 函数执行。设备初始化完成后，可以输出一些打印信息，程序名字、信息说明、版本号等。

检测系统的应用程序

所谓应用程序，即区别于bootloader的应用，完成嵌入式系统的所有功能。

检测系统应用程序即检测该系统是否已经下载了应用程序，是否执行跳转，如果没有则系统将停留在bootloader阶段。可通过一些简单的命令下载应用程序。

在 bootloader 程序的设计与实现中，没有什么能够比从串口终端正确地收到打印信息能更令人激动了。此外，向串口终端打印信息也是一个非常重要而又有效的调试手段。但是，我们经常会碰到串口终端显示乱码或根本没有显示的问题。造成这个问题主要有两种原因：(1) bootloader 对串口的初始化设置不正确。(2) 运行在 host 端的终端仿真程序对串口的设置不正确，这包括：波特率、奇偶校验、数据位和停止位等方面的设置。

此外，有时也会碰到这样的问题，那就是：在 bootloader 的运行过程中我们可以正确地向串口终端输出信息，但当 bootloader 启动应用后却无法看到应用启动输出信息。我们可以从以下方面考虑：（1）应用是否有执行中断映射；（2）编译应用程序时是否已经设置分散加载，地址信息是否准确；（3）应用程序是否正确设置串口；