eCos嵌入式系统的CF卡启动引导
摘 要：eCos是一种可裁剪、可配置的实时嵌入式系统，但对基于X86的Cpu支持有限，本文的工作为eCos系统增加了CF的引导方式，为X86提供了通用的启动方式。
关键词：eCos；操作系统启动；Comact Flash ；MBR
1 概述
eCos是一种可裁剪、可配置的实时嵌入式系统， eCos是一个开放源代码的实时嵌入式操作系统。为了满足嵌入式系统应用需要，eCos被专门设计来可以运行在32位和G4位微处理器上。目前，eCos已经成功移植到ARM7, PowerPC, MIPS等体系上。eCos它遵循基于Netscape Public License NPL)之上的Cygnus eCos Public License(CEPL) , NPL是基于GPL (General Public License)精神的新的许可证，(CEPL) , NPL是基于GPL (General Public License)精神的新的许可证，但是它保持了对源码更多的控制和所有权。
我们参与的工作是基于eCos的流量测试仪，系统在需要存储在IDE接口的CF卡上，但目前eCos仅支持从软盘引导，因此需要对eCos的启动部分增加了对CF卡的支持。
IDE接口CF（Compact Flash ），在硬件平台Bios中认为就是一个IDE的硬盘，因此CF基本上等同硬盘。
2 CF卡引导和CF卡数据结构
2 .1 硬盘（CF卡）数据的组织
一般硬盘参数是指(CHS (Cylinder/Head/Sector)参数。硬盘的容量还非常小的时候，硬盘采用与软盘类似的结构生产。也就是硬盘盘片的每一条磁道都具有相同的扇区数。由此有CHS参数，既柱面数(Cylinders)，磁头数 (Heads)，扇区数(Sectors per track)，以及相应的寻址方式。其中:
磁头数表示硬盘总共有几个磁头，也就是有几面盘片，最大为256，用8个二进制位存储；柱面数表示硬盘每一面盘片上有几条磁道，最大为1024，用10个二进制位存储；扇区数表示行条磁道上有几个扇区，最大为63，用6个二进制位存储，每个扇区一般是512个字节。
2.2 主引导扇区
和软盘不同，为了有效管理硬盘空间，硬盘空间被分为若干个分区。如果eCos采用的软盘启动方式，操作系统映象被拷贝到软盘的0磁头、0磁道、1扇区开始的连续空间中。eCos启动时，由Bios读软盘的第一个扇区就可以开始加载操作系统映象。而在硬盘系统中，由于有了分区表，情况就变得复杂了。
为了区别具体引导操作系统的扇区，一般把硬盘的第一个扇区称为主引导扇区（Boot Sector),图3为主引导扇区结构。
Mast Boot Record (446字节)
分区信息1（16字节）
分区信息2（16字节）
分区信息3（16字节）
分区信息4（16字节）
55
AA
图3硬盘主引导扇区结构
3 CF引导引导过程
对eCos引导程序的完善主要修改了pcmb.inc中的初始化宏hal cpu_ inito。
Pcmb.inc是用汇编语言写的，修改后的操作系统映象加载流程可用如下形式语言描述：
开始加载
调用函数diskPram获得CF卡数据；
1）设置ES:BX缓冲区（数据缓冲区）
2）调用Int 13H进行磁盘读写需
3）初始化磁盘驱动器参数
4）读取分区信息、计算操作系统映象长度，计算要读多少个扇区
5）eCos逐次加载一个扇区
6）如果是软盘启动，关闭软驱电机
结束加载
diskPram其主要功能是获取磁盘参数。diskParm获取5个磁盘参数，即磁头数(MaxCyl)、扇区数(sectorsNum),引导扇区起始磁头号(Firsthead)、引导扇区起始柱面与扇区号(Firstcylsec)。磁头数用于判断柱面结束，扇区数用于判断磁道结束，引导扇区起始磁头号、扇区号、柱面号用于定位引导扇区位置。
4 总结
通过对eCos的引导过程的分析，本文增加IDE CF卡的支持引导的支持，主要对pcmb.inc文件进行了修改，实现从硬盘类CF卡引导的目的。并编写了对应的硬盘分区和映像文件操作工具。方便了本项目的后续开发工作。
参考文献：
[1] Anthony J．Massa．Embedded Software Development with eCos[M]．Prentice Hall R，2002．
[2] Qing Li，Caroline Yao．Real—Time Concepts for Embedded Systems[M]．CM PBooks，2003．
[3] 蒋句平．嵌入式可配置实时操作系统 eCos开发与应用[M]．北京：机械工业出版社，2004．
[4] 吴非，樊晓光．嵌入式实时操作系统 UC／OS—II与 eCos的比较[J]．单片机与嵌入式系统应用，2004，(10)：15-17.
[5] eCos 操作系统官方网站[EB/OL]，
http://www.751com.cn developer ,2002
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