嵌入式系統(tǒng)RAM損壞模式下的多分區(qū)引導(dǎo)方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種嵌入式系統(tǒng)RAM損壞模式下的多分區(qū)引導(dǎo)方法，具體過(guò)程為：將主備份計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的程序存儲(chǔ)器分為正常啟動(dòng)程序分區(qū)和輕量級(jí)啟動(dòng)程序分區(qū)；若RAM存在故障，根據(jù)地面設(shè)置進(jìn)行切機(jī)或者啟動(dòng)輕量級(jí)啟動(dòng)程序分區(qū)；輕量級(jí)啟動(dòng)程序分區(qū)啟動(dòng)后執(zhí)行RAM故障檢測(cè)，通過(guò)對(duì)外接口輸出RAM故障檢測(cè)結(jié)果；根據(jù)RAM故障檢測(cè)結(jié)果，制作正常啟動(dòng)程序能在RAM無(wú)故障區(qū)域運(yùn)行的二進(jìn)制可執(zhí)行文件鏡像；由輕量級(jí)啟動(dòng)程序跳轉(zhuǎn)到二進(jìn)制可執(zhí)行文件鏡像起始地址，運(yùn)行所述二進(jìn)制可執(zhí)行文件鏡像，恢復(fù)設(shè)備正常功能。本發(fā)明專利技術(shù)在RAM損壞模式下，增加了一種運(yùn)行輕量級(jí)啟動(dòng)程序分區(qū)的手段，避免僅采取單一的切機(jī)處理措施導(dǎo)致本機(jī)徹底不能使用的問(wèn)題。

Multi zone booting method in RAM damage mode of embedded system

The present invention provides an embedded system RAM damage mode under the guidance of the multi partition method, the specific process is: the main program memory backup computer system is divided into normal startup program startup program partition partition and lightweight; if RAM has a fault, according to the ground setting cutting machine or start to start the program of lightweight partition; lightweight partition boot boot program after the implementation of RAM fault detection, through the external interface of output RAM fault detection results; according to the RAM fault detection results, making the normal start program can run in the RAM region of fault free binary executable file mirroring; to binary executable file mirroring the starting address by lightweight boot program jump, run the executable binary image restoration the normal function of equipment. In the RAM damage mode, the invention adds a means of running a lightweight boot program partition, avoiding the problem that the machine can not be used completely only by adopting single cutting processing measures.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
嵌入式系統(tǒng)RAM損壞模式下的多分區(qū)引導(dǎo)方法
本專利技術(shù)涉及一種多分區(qū)引導(dǎo)方法，特別是一種嵌入式系統(tǒng)RAM損壞模式下的多分區(qū)引導(dǎo)方法。技術(shù)背景嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要由CPU、程序存儲(chǔ)器(如PROM或FLASH)和內(nèi)存(RAM)組成，在RAM中存在永久性故障區(qū)域的情況下，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)往往無(wú)法正常啟動(dòng)運(yùn)行。嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一般采用單片RAM無(wú)備份的設(shè)計(jì)，同時(shí)也不具備專門的維護(hù)程序，發(fā)現(xiàn)RAM故障后，一般采取切換至備份機(jī)工作的處理措施，當(dāng)前主計(jì)算機(jī)將無(wú)法繼續(xù)使用。在現(xiàn)有技術(shù)中，CN104461657A號(hào)專利公開了一種嵌入式系統(tǒng)切換啟動(dòng)裝置，裝置包括處理器、切換信號(hào)生成模塊、主備份固化存儲(chǔ)器、電子開關(guān)模塊、固化存儲(chǔ)器電源供電模塊等，該固化存儲(chǔ)器和備用存儲(chǔ)器均用于存儲(chǔ)引導(dǎo)程序和操作系統(tǒng)；該切換信號(hào)生成模塊用于生成切換信號(hào)；該電子開關(guān)模塊用于在接收到該切換信號(hào)時(shí)生成關(guān)閉信號(hào)；該固化存儲(chǔ)器電源供電模塊用于未接收到關(guān)閉信號(hào)時(shí)給固化存儲(chǔ)器供電，并在接收到該關(guān)閉信號(hào)時(shí)停止供電給固化存儲(chǔ)器；該處理器用于在固化存儲(chǔ)器得電時(shí)，從固化存儲(chǔ)器讀取引導(dǎo)程序，在固化存儲(chǔ)器失電時(shí)，從備用存儲(chǔ)器讀取引導(dǎo)程序。CN102880496A號(hào)專利公開了一種嵌入式多系統(tǒng)自啟動(dòng)方法，其特征在于包含一個(gè)自啟動(dòng)控制電路，自啟動(dòng)控制電路首先輸出第一片選信號(hào)至第一程序存儲(chǔ)器并開啟定時(shí)器，CPU從第一程序存儲(chǔ)器中讀取系統(tǒng)啟動(dòng)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)進(jìn)行初始化，若啟動(dòng)成功則關(guān)閉定時(shí)器，若在定時(shí)器最大啟動(dòng)時(shí)間內(nèi)未收到正確的狀態(tài)信號(hào)，自啟動(dòng)控制電路輸出第二片選信號(hào)至第二程序存儲(chǔ)器，系統(tǒng)重啟并從第二程序存儲(chǔ)器中讀取啟動(dòng)數(shù)據(jù)。上述方法主要存在以下問(wèn)題：(1)主備份程序分別固化在主備兩片獨(dú)立的存儲(chǔ)器中，并需設(shè)計(jì)相應(yīng)的啟動(dòng)切換控制邏輯電路，帶來(lái)成本高和設(shè)計(jì)復(fù)雜的問(wèn)題。出于功耗、成本、體積等考慮，一些嵌入式領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并不適合采用雙片程序存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)。(2)主備份程序存儲(chǔ)器固化的是相同的內(nèi)容，程序啟動(dòng)后運(yùn)行在相同的RAM區(qū)域，如果RAM故障，則主備份程序?qū)⒕鶈?dòng)失敗，因此主備份程序采取差異化設(shè)計(jì)是一種解決問(wèn)題的技術(shù)途徑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
有簽于此，本專利技術(shù)提出了一種嵌入式系統(tǒng)RAM損壞模式下的多分區(qū)引導(dǎo)方法，該方法在程序存儲(chǔ)器中增加一個(gè)輕量級(jí)啟動(dòng)程序分區(qū)，在RAM部分損壞情況下，能夠引導(dǎo)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)入維護(hù)模式，最終使計(jì)算機(jī)能夠重新運(yùn)行正常啟動(dòng)程序。實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下：一種嵌入式系統(tǒng)RAM損壞模式下的多分區(qū)引導(dǎo)方法，該方法所針對(duì)的嵌入式系統(tǒng)包括主份和備份兩套計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，主備份計(jì)算機(jī)系統(tǒng)切換過(guò)程中，當(dāng)前系統(tǒng)啟動(dòng)后執(zhí)行關(guān)閉另一系統(tǒng)操作；其中步驟一、將主備份計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的程序存儲(chǔ)器分為正常啟動(dòng)程序分區(qū)和輕量級(jí)啟動(dòng)程序分區(qū)，兩個(gè)分區(qū)中分別固化主機(jī)正常啟動(dòng)程序和輕量級(jí)啟動(dòng)程序；步驟二、正常啟動(dòng)程序分區(qū)啟動(dòng)過(guò)程中檢測(cè)RAM是否存在故障，若RAM無(wú)故障，則運(yùn)行主機(jī)正常啟動(dòng)程序，否則根據(jù)地面設(shè)置進(jìn)行切機(jī)或者啟動(dòng)輕量級(jí)啟動(dòng)程序分區(qū)后進(jìn)入步驟三；步驟三、輕量級(jí)啟動(dòng)程序分區(qū)啟動(dòng)后執(zhí)行RAM故障檢測(cè)，通過(guò)對(duì)外接口輸出RAM故障檢測(cè)結(jié)果；步驟四、根據(jù)RAM故障檢測(cè)結(jié)果，制作正常啟動(dòng)程序能在RAM無(wú)故障區(qū)域運(yùn)行的二進(jìn)制可執(zhí)行文件鏡像，并通過(guò)輸入接口發(fā)送給輕量級(jí)啟動(dòng)程序，由其寫入到RAM無(wú)故障區(qū)域；步驟五、由輕量級(jí)啟動(dòng)程序跳轉(zhuǎn)到二進(jìn)制可執(zhí)行文件鏡像起始地址，運(yùn)行所述二進(jìn)制可執(zhí)行文件鏡像，恢復(fù)設(shè)備正常功能。進(jìn)一步地，本專利技術(shù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上電后，若正常啟動(dòng)程序自檢過(guò)程中，檢測(cè)到RAM中不存在故障區(qū)域，則將其文本段和數(shù)據(jù)段從程序存儲(chǔ)器全部搬移到RAM中，并從RAM的0地址處開始運(yùn)行；若正常啟動(dòng)程序啟動(dòng)自檢過(guò)程中，檢測(cè)到RAM中存在不可恢復(fù)故障區(qū)域，則根據(jù)地面設(shè)置進(jìn)行切機(jī)或者啟動(dòng)輕量級(jí)啟動(dòng)程序分區(qū)。進(jìn)一步地，本專利技術(shù)所述輕量級(jí)啟動(dòng)程序不經(jīng)過(guò)壓縮固化到程序存儲(chǔ)器中，在RAM出現(xiàn)故障啟動(dòng)輕量級(jí)啟動(dòng)程序分區(qū)時(shí)，其文本段不搬移至RAM，直接運(yùn)行在程序存儲(chǔ)器中，數(shù)據(jù)段搬移至RAM。進(jìn)一步地，本專利技術(shù)若輕量級(jí)啟動(dòng)程序的檢測(cè)結(jié)果為RAM無(wú)故障區(qū)域足夠運(yùn)行整個(gè)正常啟動(dòng)程序，則二進(jìn)制可執(zhí)行文件鏡像包括整個(gè)正常啟動(dòng)程序，否則將正常啟動(dòng)程序進(jìn)行裁剪后作為二進(jìn)制可執(zhí)行文件鏡像。進(jìn)一步地，本專利技術(shù)輕量級(jí)啟動(dòng)程序分區(qū)啟動(dòng)后，輕量級(jí)啟動(dòng)程序不執(zhí)行自主復(fù)位，程序啟動(dòng)后執(zhí)行RAM故障檢測(cè)。有益效果：(1)RAM損壞模式下，增加了一種運(yùn)行輕量級(jí)啟動(dòng)程序分區(qū)的手段，避免僅采取單一的切機(jī)處理措施導(dǎo)致本機(jī)徹底不能使用的問(wèn)題。(2)RAM損壞模式下，運(yùn)行輕量級(jí)啟動(dòng)程序分區(qū)時(shí)僅需要很小部分RAM空間，在RAM部分損壞情況下，也有一定可能性繼續(xù)運(yùn)行。(3)RAM損壞模式下，通過(guò)運(yùn)行輕量級(jí)啟動(dòng)程序分區(qū)，輕量級(jí)啟動(dòng)程序具有RAM故障檢測(cè)功能，能夠定位故障區(qū)域，從而制定維護(hù)方案，最終恢復(fù)到正常啟動(dòng)程序。(4)RAM損壞模式下，輕量級(jí)啟動(dòng)程序分區(qū)運(yùn)行在程序存儲(chǔ)器中，運(yùn)行過(guò)程中使用和正常程序分區(qū)不同的RAM地址空間，從而可能避開RAM故障區(qū)域，使嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠繼續(xù)運(yùn)行。(5)本專利技術(shù)不需要主備兩片存儲(chǔ)器，不需要設(shè)計(jì)硬件切換電路，正常啟動(dòng)程序和輕量級(jí)啟動(dòng)程序固化在同一份只讀存取器中。附圖說(shuō)明圖1為RAM損壞模式下多分區(qū)引導(dǎo)方法示意圖；圖2為正常啟動(dòng)程序切到輕量級(jí)啟動(dòng)程序的流程圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)例對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本專利技術(shù)所針對(duì)的嵌入式系統(tǒng)包括主備份計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，主備份系統(tǒng)采用冷備份設(shè)計(jì)，能夠互相切換，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由CPU、單片RAM和單片程序存儲(chǔ)器等組成。主備機(jī)切換過(guò)程中，當(dāng)前機(jī)啟動(dòng)后執(zhí)行關(guān)閉另一機(jī)操作。本專利技術(shù)提供了一種嵌入式系統(tǒng)RAM損壞模式下的多分區(qū)引導(dǎo)方法，該方法通過(guò)在程序存儲(chǔ)器中增加一個(gè)輕量級(jí)啟動(dòng)程序分區(qū)，在RAM部分損壞情況下，能夠引導(dǎo)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)入維護(hù)模式，根據(jù)RAM故障檢測(cè)結(jié)果，制定挽救方案，最終使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠重新運(yùn)行正常啟動(dòng)程序。該方案在嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)RAM部分故障情況下，提供了一種挽救的可能，提高了嵌入式系統(tǒng)在RAM芯片故障情況下的可靠性和安全性。RAM損壞模式下多分區(qū)引導(dǎo)方法示意圖如圖1所示。步驟一、將主備份計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的程序存儲(chǔ)區(qū)劃分為正常啟動(dòng)程序分區(qū)和輕量級(jí)啟動(dòng)程序分區(qū)兩個(gè)分區(qū)，分別固化正常啟動(dòng)程序和輕量級(jí)啟動(dòng)程序。其中，正常啟動(dòng)程序啟動(dòng)后將操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件全部搬移到RAM運(yùn)行，因此程序存儲(chǔ)區(qū)中的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件程序可以是經(jīng)過(guò)壓縮后的，但是啟動(dòng)引導(dǎo)程序bootloader不能被壓縮。輕量級(jí)啟動(dòng)程序運(yùn)行過(guò)程中，文本段不執(zhí)行搬移至RAM的操作，僅搬移數(shù)據(jù)段內(nèi)容，因此輕量級(jí)啟動(dòng)程序固化內(nèi)容不可被壓縮。制作固化到程序存儲(chǔ)器的二進(jìn)制bin文件時(shí)，將正常啟動(dòng)程序和輕量級(jí)啟動(dòng)程序兩份二進(jìn)制bin文件合并為一份固化文件，并在程序存儲(chǔ)器的空白區(qū)域填充匯編語(yǔ)言空操作指令對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制機(jī)器碼。上步中，編譯生成二進(jìn)制bin文件前，分別對(duì)正常啟動(dòng)程序和輕量級(jí)啟動(dòng)程序在RAM中的運(yùn)行空間進(jìn)行指定，使之運(yùn)行在不同的地址空間范圍內(nèi)。步驟二、設(shè)備上電后，默認(rèn)從正常啟動(dòng)程序分區(qū)開始運(yùn)行，正常啟動(dòng)程序在將操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件搬移至RAM運(yùn)行前，先執(zhí)行RAM故障檢測(cè)。本實(shí)施例中較佳采用如下方式在上電后進(jìn)行RAM自檢：?jiǎn)?dòng)僅執(zhí)行一次自檢，先往RAM中寫一遍標(biāo)識(shí)1，然后從RAM中讀出數(shù)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種嵌入式系統(tǒng)RAM損壞模式下的多分區(qū)引導(dǎo)方法，該方法所針對(duì)的嵌入式系統(tǒng)包括主份和備份兩套計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，步驟一、將主備份計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的程序存儲(chǔ)器分為正常啟動(dòng)程序分區(qū)和輕量級(jí)啟動(dòng)程序分區(qū)，兩個(gè)分區(qū)中分別固化主機(jī)正常啟動(dòng)程序和輕量級(jí)啟動(dòng)程序；步驟二、正常啟動(dòng)程序分區(qū)啟動(dòng)過(guò)程中檢測(cè)RAM是否存在故障，若RAM無(wú)故障，則運(yùn)行主機(jī)正常啟動(dòng)程序，否則根據(jù)地面設(shè)置進(jìn)行切機(jī)或者啟動(dòng)輕量級(jí)啟動(dòng)程序分區(qū)后進(jìn)入步驟三；步驟三、輕量級(jí)啟動(dòng)程序分區(qū)啟動(dòng)后執(zhí)行RAM故障檢測(cè)，通過(guò)對(duì)外接口輸出RAM故障檢測(cè)結(jié)果；步驟四、根據(jù)RAM故障檢測(cè)結(jié)果，制作正常啟動(dòng)程序能在RAM無(wú)故障區(qū)域運(yùn)行的二進(jìn)制可執(zhí)行文件鏡像，并通過(guò)輸入接口發(fā)送給輕量級(jí)啟動(dòng)程序，由其寫入到RAM無(wú)故障區(qū)域；步驟五、由輕量級(jí)啟動(dòng)程序跳轉(zhuǎn)到二進(jìn)制可執(zhí)行文件鏡像起始地址，運(yùn)行所述二進(jìn)制可執(zhí)行文件鏡像，恢復(fù)設(shè)備正常功能。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種嵌入式系統(tǒng)RAM損壞模式下的多分區(qū)引導(dǎo)方法，該方法所針對(duì)的嵌入式系統(tǒng)包括主份和備份兩套計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，步驟一、將主備份計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的程序存儲(chǔ)器分為正常啟動(dòng)程序分區(qū)和輕量級(jí)啟動(dòng)程序分區(qū)，兩個(gè)分區(qū)中分別固化主機(jī)正常啟動(dòng)程序和輕量級(jí)啟動(dòng)程序；步驟二、正常啟動(dòng)程序分區(qū)啟動(dòng)過(guò)程中檢測(cè)RAM是否存在故障，若RAM無(wú)故障，則運(yùn)行主機(jī)正常啟動(dòng)程序，否則根據(jù)地面設(shè)置進(jìn)行切機(jī)或者啟動(dòng)輕量級(jí)啟動(dòng)程序分區(qū)后進(jìn)入步驟三；步驟三、輕量級(jí)啟動(dòng)程序分區(qū)啟動(dòng)后執(zhí)行RAM故障檢測(cè)，通過(guò)對(duì)外接口輸出RAM故障檢測(cè)結(jié)果；步驟四、根據(jù)RAM故障檢測(cè)結(jié)果，制作正常啟動(dòng)程序能在RAM無(wú)故障區(qū)域運(yùn)行的二進(jìn)制可執(zhí)行文件鏡像，并通過(guò)輸入接口發(fā)送給輕量級(jí)啟動(dòng)程序，由其寫入到RAM無(wú)故障區(qū)域；步驟五、由輕量級(jí)啟動(dòng)程序跳轉(zhuǎn)到二進(jìn)制可執(zhí)行文件鏡像起始地址，運(yùn)行所述二進(jìn)制可執(zhí)行文件鏡像，恢復(fù)設(shè)備正常功能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種嵌入式系統(tǒng)RAM損壞模式下的多分區(qū)引導(dǎo)方法，其特征在于，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上電后，若正常啟動(dòng)程序自檢過(guò)程中...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：董振輝，韋涌泉，潘莉，穆強(qiáng)，王向暉，張紅軍，王建軍，楊雙景，張慶君，李延，齊亞琳，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京,11