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現在位置:艾鍗學院Embedded Linux 課程 / ARM 系列課程 >ARM Boot Loader設計

 

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課程目標

本課程將透過ARM開發工具模擬器操作,以實際瞭解ARM核心架構。對於ARM核心的指令集、記憶體處理器(MMU)、中斷處理等。課程使用開源硬體平台 Raspberry Pi實作一個ARM Bootstrap Loader,從中你可以了解從最底層的ARM AssemblyC main函式所發生的每一件事。實作中也以bare-metal (Non-OS) 方式,驅動如GPIOUARTTIMER I/O,另也以實際code說明 Raspberry Pi SoC晶片(BCM2835/BC2836), ARM CPU如何和GPU通訊。最後,有鑑於學員在實際工作上所使用的開發工具大多為GNU工具,除ADS開發套件外,最後將講習如何將程式轉換為GNU工具可使用的原始碼。<<對於想要從無到有開發一套ARM-based作業系統, 本課程絕對是一個OS開發者的前哨站>>

TAG: ARM , Bare Metal 開發, Boot Loader, Raspberry Pi,GPU, GNU,Mailbox, Framebuffer. BCM283x, broadcom, ADS, DS-5

適合對象

1. ARM 架構和其底層系統程式開發有興趣者。
2. 想從事ARM BSP developmentARM Bootloader/BIOS programming 研發相關工作者。
3.須具C程式設計基礎

 

職涯方向

韌體工程師 │ BIOS 工程師 │ Linux驅動程式工程師 │ RTOS 工程師 │ 嵌入式系統工程師

Q&A

什麼是Bare Metal 開發   ?

Bare Metal or (Bare Machine) 開發指的是在沒有OS作業系統的環境下來開發程式在這種環境下所開發出來的產物像是BIOS程式, Boot Loader 這類的程式。

 

藉由Bare Metal 開發, 我們可以學些什麼

1.ARM CPU架構及組合語言

2.ARM Exception Vector Table & ARM例外處理

3.Boot From Where ?  CPU initialize & DRAM controller initialize 

4.How to write Startup Code ? 如何撰寫Linker Script 

5.SoC 中斷控制器 & ISR (Interrupt Service Routine)

6.在沒有OS情況下要如何撰寫程式, 包含ApplicationChip Driver

7.CPUGPU如何通訊?

課程大綱

1. SoC基本架構

2. ARM處理器架構

3. ARM組合語言

4. Thumb mode

5. ARM 標準程序呼叫

6. ARM Exception handling /例外中斷處理

7. Memory Barrier & Coprocessor

8.系統程式-Linker & startup code

9.Bare-metal Development using Raspberry Pi 3

  ■ 認識Broadcom BCM283x SoC
  ■ Raspberry Pi 3開機流程
  ■ 實作 GPIO 驅動-LED, Button
  ■ 實作BCM2835 中斷控制器
  ■ 實作System Timer 中斷
  ■ 實作GPIO中斷
  ■ 實作UART

10. GPU 與ARM間的溝通
  
  ■ 用Mailbox 界面實作Framebuffer

 

講師介紹

 

linux teache joseph

Joseph

▪ 台灣大學電機工程系博士研究 ▪ 上市網通科技公司/資深軟體工程師

▪ 嵌入式Linux系統 ▪  ARM Boot Loader  ▪  資料結構及演算法 ▪  PCB Layout

▪ MCU 韌體設計 ▪  Linux 驅動程式▪ Linux系統程式 ▪ 網路通訊協定

Joseph老師實務分享

 

沒有它,什麼都不會動!ARM Bootloader驅動程式設計是嵌入式系統最底層的核心技術,如同電腦BIOS的角色。這技術就是談晶片開機的動作,從ARM初始化、DRAM初始化、Flash初始化、SoC中斷控制器到一般GPIOUART等驅動。有能設計Bootloaer你必須對你的CPU架構很清楚,例如使用ARM就必須了解ARM架構及指令集了解Linker/Linker Script作用 及了解你的SoC晶片手冊(DataSheet)Bootloader設計工作是位在嵌入式系統非常初期的階段,這對於IC設計公司或是會自己開IC的公司,是一項非常重要的核心技術。然而大多數系統廠商不常碰到這麼低階的開發技術,但若能擁有此項技術也會有非常多的幫助因為有些工作是可以自己做的DRAMFlash的容量的變更(這不是換chip而已) 要如何改code、如何設計韌體救援模式(當韌體更新失敗時)、如何設計雙系統開機選擇平板可以選擇Windows 10Android 開機。

在台灣很少有大學能夠開這種課程,因此初入職場的工程師,幾乎沒有人知道這項技術核心。

事實上,這個技術的學習是能夠有能力自幹一套作業系統的開始。

課程預覽

 

ARM Boot Loader 數位課程(14小時)預覽

延伸學習

 
活動花絮
▪ 2014 ARM Global training partner conference - 艾鍗訓練處出席

    

上課花絮