CN1295903C - 一种***安全启动方法 - Google Patents

Abstract

一种***安全启动方法，涉及通信设备***启动技术领域。将Boot程序同时保存于Bootrom芯片和Flash芯片，逻辑芯片中的***逻辑把CPU的起始地址映射到上述芯片之一，***启动时从该芯片中的Boot程序进入，当该芯片发生故障时，***逻辑把CPU的起始地址重新映射到另外一个芯片，***启动时从该重新映射CPU起始地址的芯片中的Boot程序进入。由于采用了本发明的***安全启动方法，将Boot程序同时设置在Bootrom芯片和Flash芯片中，使得***的安全可靠性提高。

Description

一种***安全启动方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及通信设备***启动技术领域。

技术背景

通信设备中，***启动从执行BSP程序(操作***，CPU等的初始化程序)开始，BSP程序和其它设备驱动程序一起合称Boot程序。Boot程序通常只存放在一个地方，一般在单板的Bootrom芯片中，也可能和应用程序一起存放在单板的Flash芯片中。随着通信网络的复杂，各种通信手段的应用，运营商要求通信设备提供高可靠性的服务。Boot程序的正常启动和执行，成为通信设备可靠工作的关键之一。

一般通信设备中，Bootrom芯片存放Boot程序，Flash芯片存放应用程序。为了降低成本，有时Boot程序和应用程序都存放于同一片Flash芯片内。当通信设备上网工作后，由于各种情况，Boot程序和应用程序都需要支持可升级。

通信设备中，Boot程序和应用程序的存储位置，都映射于不同的***物理地址。CPU用不同的片选信号(CS)控制对它们的访问。以Motorola的CPUMPC8245为例，对于Boot程序所在的Bootrom芯片，MPC8245通过CS0信号和地址总线经过逻辑译码给其分配物理地址；对于应用程序所在的Flash芯片，MPC8245直接通过CS2信号给其分配物理地址。通常，CPU都有启动地址，MPC8245的起始地址为0xFFF0，0100。

当Bootrom芯片中存放Boot程序，Flash芯片中存放应用程序时，通信设备的CPU***设计如图1。

图1中通信设备的CPU***包括CPU，MPC8245，Logic器件，Bootrom芯片和Flash芯片、看门狗(watchdong)电路。Logic器件可以是现场可编程门阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)、可擦除可编程逻辑器件(EPLD)等各种的器件。BTCS信号是Bootrom芯片的片选信号，由CSO和地址总线经过地址译码得到。该看门狗电路用于***复位，当***出现故障不能正常启动时，该看门狗电路将***复位，完成重新启动。

现有技术的缺点：

1、Boot程序单一保存。Boot程序单独保存在Bootrom芯片或Flash芯片中，没有备份。当Bootrom芯片或Flash芯片发生损坏时，***无法启动。

2、不能提供Boot程序升级失败后的恢复。在升级Boot程序时，如果出现通信***掉电的情况，Boot程序升级失败，此时除非重新给Bootrom烧入程序，***不能重新启动。

发明内容

本专利的目的就是提供一种***安全启动的方法，以解决在***默认的Boot程序发生故障时，***正常启动的问题。

一种***安全启动的方法，其特征在于将Bootrom程序同时保存于Bootrom芯片和Flash芯片，逻辑芯片中的***逻辑把CPU的起始地址映射到上述芯片之一，***启动时从该芯片中的Bootrom程序进入，当该芯片发生故障时，***重新启动，***逻辑把CPU的起始地址重新映射到另外一个芯片，从该重新映射CPU起始地址的芯片中的Boot程序进入。

所述的***安全启动的方法，逻辑芯片中的***逻辑把CPU的起始地址映射到Bootrom芯片，***启动时从Bootrom芯片中的Bootrom程序进入，当Bootrom芯片发生故障时，***逻辑把CPU的起始地址映射到Flash芯片，***启动时从Flash芯片中的Boot程序进入。

所述的***安全启动方法，当Bootrom芯片发生故障时，***重新启动的步骤。

所述的***安全启动方法，***重新启动后，将Flash芯片中的Boot程序拷贝到Bootrom芯片中。

所述的***安全启动方法，还包括在***逻辑中设置一个寄存器，通过逻辑软件设置，将***启动时进入的Boot程序与所在的芯片建立起对应关系。

所述的逻辑软件设置，是将寄存器上电后的缺省值设置为“0”或“1”，以“0”或“1”为***标识，标识***从Bootrom芯片中的Boot程序启动还是从F1ash芯片中的Boot程序启动。

所述的对应关系为“0”：***从Bootrom芯片中的Boot程序启动；“1”：***从Flash芯片中的Boot程序启动。

所述的***安全启动方法，在***启动时包括以下步骤：

a、***上电，***逻辑启动一计数器，该计数器设置有阈值N1；

b、***从CPU起始地址映射到的芯片中的Boot程序启动；

c、当计数器计数到该阈值N1时，***逻辑将寄存器缺省值设置为“1”，并继续计数；

d、判断Boot程序是否正确执行，如果是，进入步骤e，如果否，进入步骤f；

e、将寄存器缺省值重新设置为“0”，并结束安全启动步骤；

f、启动看门狗电路，重新启动。

所述的***安全启动方法，还设置一个阈值N2，其中，N1＜N2，所述的步骤f中，还包括判断计数器计数是否超过N2的步骤，如果超过N2，启动看门狗电路。

由于采用了本发明的***安全启动方法，将Boot程序同时设置在Bootrom芯片和Flash芯片中，使得***安全可靠性高，应用广泛，同时由于逻辑器件只要支持上电设寄存器初值即可，对其它器件没有要求。另外，因为Boot程序的物理地址可以通过逻辑调整，可以方便的放置在Flash芯片的可用空间中。

附图说明

图1是现有技术中通信设备CPU***设计；

图2是本发明通信设备的CPU***；

图3是本发明***启动时的一个流程图；

图4是本发明***逻辑结构图。

具体实施方式

下面结合说明书附图来说明本发明的具体实施方式。

本发明中，将Boot程序同时保存于Bootrom芯片和Flash芯片中。通信设备正常时，逻辑芯片中的***逻辑把CPU的起始地址映射到Bootrom芯片，***从Bootrom芯片中的Boot程序开始启动。当Bootrom芯片损坏或其中的Boot程序因某种原因不能正常工作时，***自动复位，重新启动。此时***逻辑把CPU的起始地址映射到Flash芯片，***从Flash芯片中的Boot程序启动。实际上也可以以相反的方式设置，开始时将***默认的起始地址映射到Flash芯片，当其发生异常时，再调整到Bootrom芯片，道理是一样的。

如图2所示，是本发明中通信设备的CPU***结构图，其中，BTCS信号为Bootrom芯片的片选信号，和图1中该选片信号的意义相同，FCS信号是Flash芯片的片选信号。

当Bootrom芯片损坏或其中的Boot程序不能正常工作时，***从Flash芯片中的Boot程序启动。这时BTCS信号无效，FCS信号工作。FCS信号通过CS0信号和地址总线经过逻辑译码得到。此时通信设备的***启动地址0xFFF0，0100物理上映射到Flash芯片中。***启动后，Flash中的Boot程序将被拷贝到Bootrom芯片中。

当Boot程序执行完后，Flash芯片中的应用程序开始执行，此时FCS信号直接由CS2信号得到。

本发明的关键是除上电过程外，在其它的***复位过程中，***逻辑中和启动相关寄存器不复位。***逻辑中有一个寄存器boot，通过逻辑设计软件(如MAXPLUXII)设置，使boot上电后的缺省值为′0′。

其中，boot的意义做如下设置：

置′0′：***从Bootrom芯片中的Boot程序启动；

置′1′：Bootrom芯片损坏或其中Boot程序不能正常工作，***从Flash芯片中的Boot程序启动。

实际上，上述的设置方式完全可以按照相反的方式设置，比如：

置′1′：***从Bootrom芯片中的Boot程序启动；

置′0′：Bootrom芯片损坏或其中Boot程序不能正常工作，***从Flash芯片中的Boot程序启动。

这只是简单的***设置，在此不必详细描述。本实施例中，还是选择一般***人员通用的设置方式，即前面第一种设置方式，***设置“0”为从Bootrom芯片中的Boot程序启动。

如图4所示，可以看出，本发明在***启动时主要包括以下步骤：

a、***上电，***逻辑启动一计数器，该计数器设置有阈值N1；

当通信设备上电时，寄存器boot中的值为缺省值′0′，表示***应该从Bootrom芯片中的Boot程序启动。伴随***上电过程，***逻辑启动一个计数器count1，开始计数。count1的时钟为***时钟，在本发明中为MPC8245的输入时钟，33MHz。本发明通过该计数器设置一个阈值N1，用来控制***正常启动时间，这里将N1设置为0.1s。

b、***从CPU起始地址映射到的芯片中的Boot程序启动；

c、当计数器计数到该阈值0.1时，***逻辑将寄存器缺省值设置为“1”，并继续计数；

当count1计数到0.1s时，***逻辑置寄存器boot为′1′。

d、判断Boot程序是否正确执行，如果是，进入步骤e，如果否，进入步骤f；

如果通信设备正常，启动后BTCS信号有效，Boot程序执行。

e、将寄存器缺省值重新设置为“0”，并结束安全启动步骤；

Boot程序在***启动后0.1s～1.6s时间内将boot重新清为′0′，表示***顺利工作。Boot程序执行后，由CS2信号产生的FCS信号有效，Flash芯片中的应用程序执行，这是通信设备的正常启动过程。

f、启动看门狗电路，重新启动。

这里还设置一个阈值N2作为看门狗电路的启动时间，可以设置为N2＝1.6s，

当***从Bootrom芯片中的Boot程序启动，而Bootrom芯片损坏或其中Boot程序不能正常工作，则到通信设备启动1.6s时，寄存器boot值为′1′。此时watchdog电路启动，***复位。由于boot的值在热复位过程中不改变，***重新复位后boot的值保持为′1′，因此***从Flash芯片中的Boot程序启动。***逻辑相关部分如图4。

本发明的技术方案，与现有技术相比较，有以下技术效果：

1、可靠性高。本发明在解决通信设备***安全启动的同时，没有引入新器件，也没有引入新的输入信号。所有关键器件都为普通通信***所具有。

2、应用广泛。在一般通用的CPU中都可以采用本发明。逻辑器件只要支持上电设寄存器初值即可，对其它器件没有要求。

3、设计灵活。Boot程序的物理地址可以通过逻辑调整，可以方便的放置在Flash芯片的可用空间中。通过软件更换，本发明也可以灵活恢复为一般通行***设计。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1、一种***安全启动的方法，其特征在于将Boot程序同时保存于Bootrom芯片和Flash芯片，逻辑芯片中的***逻辑把CPU的起始地址映射到上述芯片之一，***启动时从该芯片中的Boot程序进入，当该芯片发生故障时，***重新启动，***逻辑把CPU的起始地址重新映射到另外一个芯片，从该重新映射CPU起始地址的芯片中的Boot程序进入。

2、如权利要求1所述的***安全启动的方法，其特征在于逻辑芯片中的***逻辑把CPU的起始地址映射到Bootrom芯片，***启动时从Bootrom芯片中的Boot程序进入，当Bootrom芯片发生故障时，***逻辑把CPU的起始地址映射到Flash芯片，***启动时从Flash芯片中的Boot程序进入。

3、如权利要求2所述的***安全启动方法，其特征在于，还包括当Bootrom芯片发生故障时，***重新启动的步骤。

4、如权利要求3所述的***安全启动方法，其特征在于所述的Bootrom芯片故障，是指芯片本身的硬件故障或者芯片内加载的程序故障。

5、如权利要求4所述的***安全启动方法，其特征在于***重新启动后，将Flash芯片中的Boot程序拷贝到Bootrom芯片中。

6、如权利要求2、3、4或5所述的***安全启动方法，其特征在于还包括在***逻辑中设置一个寄存器，通过逻辑软件设置，将***启动时进入的Boot程序与所在的芯片建立起对应关系。

7、如权利要求6所述的***安全启动方法，其特征在于所述的逻辑软件设置，是将寄存器上电后的缺省值设置为“0”或“1”，以“0”或“1”为***标识，标识***从Bootrom芯片中的Boot程序启动还是从Flash芯片中的Boot程序启动。

8.如权利要求7所述的***安全启动方法，其特征在于所述的对应关系为“0”：***从Bootrom芯片中的Boot程序启动；“1”：***从Flash芯片中的Boot程序启动。

9、如权利要求8所述的***安全启动方法，其特征在于在***启动时包括以下步骤：

a、***上电，***逻辑启动一计数器，该计数器设置有阈值N1；

b、***从CPU起始地址映射到的芯片中的Boot程序启动；

c、当计数器计数到该阈值N1时，***逻辑将寄存器缺省值设置为“1”，并继续计数；

d、判断Boot程序是否正确执行，如果是，进入步骤e，如果否，进入步骤f；

e、将寄存器缺省值重新设置为“0”，并结束安全启动步骤；

f、启动看门狗电路，重新启动。

10、如权利要求9所述的***安全启动方法，其特征在于还设置一个阈值N2，其中，N1＜N2，所述的步骤f中，还包括判断计数器计数是否超过N2的步骤，如果超过N2，启动看门狗电路。

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