[发明专利]可实现引导启动的系统及引导启动控制装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于设备启动的引导技术，特别涉及一种可实现引导启动的系统、以及一种引导启动控制装置和一种引导启动控制方法。

背景技术

系统的引导程序，就是在CPU运行操作系统内核之前预先运行的一段小程序，以供CPU初始化硬件设备、并建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为CPU最终调用操作系统内核准备好正确的环境。

实际应用中，引导程序通常存放在支持芯片内执行(eXecute In Place，XIP)操作的非易失性存储器件上，这样，CPU可以按照访问内存的方式来访问该非易失性存储器件、用以直接执行该非易失性存储器件所存放的引导程序。例如，或非闪存(NOR FLASH)就是一种支持XIP操作的非易失性存储器件，其接口形式如图1所示，至少包括地址总线、数据总线、片选(CE)输入、读使能(OE)输入、写使能(WE)输入，NOR FLASH的接口读写控制时序与通常用作内存的RAM相同，因而使得NOR FLASH成为存放引导程序的一种主流芯片。

此外，与非闪存(NAND FLASH)也常用于存放引导程序，其相比于NOR FLASH具有更高的单元密度、更小的单元尺寸，且擦写寿命约为NORFLASH的10倍，但NAND FLASH不区分地址和数据总线、因而不支持XIP，其接口形式如图2所示，包括I/O总线、地址锁存使能(ALE)输入、命令锁存使能(CLE)输入、CE输入、WE输入、读使能(RD)输入，其中，ALE输入有效时表示I/O总线传输的是地址信息、CLE输入有效时表示I/O总线传输的是操作命令，相应地，基于如图3所示的系统结构，CPU对NANDFLASH的读写操作都是通过在I/O总线串行交互地址信息和命令来实现的，这种读写操作方式显然与RAM不同，因而无法支持XIP操作。

虽然NAND FLASH不支持XIP操作，但多数NAND FLASH都支持一种自动读(Auto Read)的特性，具体参见图4，在S1，系统启动后，NANDFLASH会自动将引导程序中存放在固定位置的Part0代码读入到内置缓存(BUFFER)中，读入至内置BUFFER的Part0代码的大小约为几k，然后在S2，NAND FLASH将内置BUFFER中的Part0代码输出到I/O总线上、而不受CPU输出的地址总线变化的影响，即实现了Auto Read；此后，CPU利用Part0代码完成其内部的NAND FLASH接口控制器及其他必要的初始化操作，即可在S3通过NAND FLASH接口控制器，按照前述串行利用I/O总线的方式从NAND FLASH中读取引导程序中剩余部分的Part1代码，最终完成全部的引导启动操作。

然而，上述方式利用NAND FLASH引导启动的方式却存在如下问题：

1)位翻转和坏块问题：NAND FLASH通常都会存在位翻转和坏块问题，即NAND FLASH的数据存储可靠性比NOR FLASH差，如果使用NANDFLASH保存一般性数据，位翻转和坏块问题可能并不是致命的，但如果使用NAND FLASH存储例如引导程序等敏感信息，则位翻转和坏块所导致的引导程序的微小错误即会被放大、并可导致系统停机等致命性问题，虽然CPU内的NAND FLASH接口控制器提供了纠错功能，但其无法彻底解决NAND FLASH数据存储不可靠的问题；

2)无法实现引导程序的备份：正是由于NAND FLASH存在位翻转和坏块的问题而易导致引导程序出现错误、进而导致致命问题，因而引导程序的备份就显得尤为重要，然而，NAND FLASH的接口特点决定了其不能像NOR FLASH一样实现数据的随机访问，因而无法通过例如跳线等方式修改地址总线的连接方式，从而无法变更CPU对NAND FLASH的读地址空间，进而即便NAND FLASH中存储有备份的引导程序也无法真正实现引导程序的备份。

可见，现有技术中利用NAND FLASH存放引导程序，虽然理论上能够实现CPU的引导启动，但无法通过引导程序的备份来克服NAND FLASH由于自身缺陷所容易导致的致命问题，因而使得引导启动的可靠性不高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种可实现引导启动的系统、以及一种引导启动控制装置和一种引导启动控制方法，能够提高引导启动的可靠性。

本发明提供的一种可实现引导启动的系统，包括：

可利用引导程序启动的CPU；