許多產業公司的MCU韌體工程開發相關職缺條件中，仍會強調8051基礎，在我過去的許多篇文章中也已有多次說明，在此再次舉例。
以PC BIOS知名美商 鳳凰科技(PHOENIX TECHNOLOGIES INC)的 EC / MCU Firmware Engineer職缺內容為例，請參見下圖 (來源為該公司於104人力銀行網頁所刊登之 EC / MCU Firmware Engineer職缺內容 )
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孫文良 (阿良的嵌入式系統技術學習區)
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因為前陣子剛好trace到bootstrap相關的code，今天看到Youtube上的台大資工系的OS課程影片，所以就稍微探討一下關於Bootstrap這名詞的使用與定義差異，雖然這些名詞或許本來就難免會隨著年代及平台的差異而被混用。
該台大資工系課程影片中16:38開始的部分 (對應這篇po文的第一張截圖圖片) https://www.youtube.com/watch?v=OQiCacvx5rQ&t=997s
以下是探討的部分:
雖然boot就是源自於bootstrap的縮寫，但有些名詞如果要細究，似乎又有些在名詞定義有所差異的狀況可以探討。
後來發現上面那課程投影片以及說法是恐龍本(恐龍書)內的部分描述，而課程影片似乎是更簡化一些的PPT呈現與描述方式。
實際上如果是ARM(如Cortex-Ax系列) based的嵌入式SoC Linux系統，從bootROM到head.o、misc.o(被包含在被壓縮的kernel核心的zImage之中)之間包含許多階段的軟韌體程式。
在系統啟動/上電之初負責初始化hardware(例如課程影片照恐龍本內容所提到的CPU registers, device controller , memory)的程式，其實就嵌入式系統常見說法是bootloader (此處將這些名詞區分得詳細些) (註: 關於初始化硬體的部分，在常見的PC架構則是會有一部分稱作BIOS，而在嵌入式系統通常將這些部分統稱為bootloader。所以若要對照常見的嵌入式系統架構的話，可對照或類似於嵌入式系統的bootloader的某一部分，如許多SoC內的boot ROM內的ROM code就是類似的其中一部分，當然其實也還包含ROM code之後的一些部分)。
因為有著上述被包含在被壓縮的kernel核心的zImage之中的head.o、misc.o等程式(注意，這篇po文所講的head.o指的並不是那個不包含一堆object file的那個Linux核心本尊vmlinux內的那個head.o，雖然它們都在zImage之中。另外要注意有兩種情況都叫作vmlinux)，
所以若嚴格或精確一點來說(至少在開頭描述過的嵌入式系統上)，或許 不適合 將 負責 繁複的硬體初始化 及 zImage階段的處理器配置(如快取、暫時關閉中斷訊號、準備C code執行環境等) 的head.o、負責解壓縮、重定址Linux kernel等步驟的misc.o等程式 都全部統稱為Bootstrap program或全部統稱為bootloader，因為head.o、misc.o等程式，主要是負責把被壓縮的OS核心zImage解壓縮 & 重新定址等等的動作的部分，而並不是負責所謂的initialize all aspect of the system hardware。
國外有一本有名的、介紹嵌入式Linux的書籍([1])的5.1.3節的內容是將Bootstrap program與Bootloader作出區隔，這本書將zImage之中的head.o與misc.o等程式歸類為Bootstrap program，但這樣的區隔方式也可能會造成混淆，畢竟boot這詞源自於bootstrap，會讓人覺得Bootstrap program原本就是bootloader不是嗎? 但head.o、misc.o也是屬於將OS kernel帶起的重要程式(只是不屬於我們常講的bootloader的範疇)，所以我認為[1]這本書的作者會想要作出這種區隔也還算可以理解。
總結一下，簡單來說，在有跑Linux的嵌入式系統中，負責課程影片內所指的(系統啟動/上電之初的)initialize all aspect of the system hardware(如memory)的階段通常稱為bootloader；而被包含於zImage的階段的head.o、misc.o等帶起核心的必要程式，已經不屬於我們常講的bootloader階段，
所以如果在OS課程中將這些部分都統稱為bootstrap program或bootloader，可能是會顯得比較rough一些。當然了，一般大學部的OS課程若要講得很詳細的話，或許也不容易，但如果是針對一般的PC系統講解，則負責最初initialize all aspect of the system hardware的應該是BIOS，在BIOS負責的任務結束之後才換成bootloader(bootstrap program)接手。
另外，其實bootloader初始化系統硬體之後，也不一定就要接著帶起一個OS kernel，也可以是接著帶起non-OS program，端看實際的應用需求而定。
題外話，關於開機初始化memory的方面 (於bootloader的階段)，小弟個人過去在科技業工作時，曾實際負責過相關內容多次 (bring up過多款會跑Linux/Android的SoC系統晶片的公版軟韌體)。
Ref: [1] Embedded Linux Primer: A Practical Real-World Approach, 2/e，https://www.tenlong.com.tw/products/9780137017836
孫文良 (阿良的嵌入式系統技術學習區)
個人簡介: https://sites.google.com/view/wenliangsun/
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- 其內部CPU info :
32 MHz, 32 bit, single core, single thread, Pentium ISA compatible (如果看不懂這是x86的人，請自己google一下，做點功課，或見下圖的Intel官方手冊內容)
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| https://static6.arrow.com/aropdfconversion/3675d6354c6d8ac364213bdd827aacc81c93c43d/119736798394079quark-d2000-datasheet.pdf |
- 其內部I/O :
SPI, I2C, GPIO, SPI, Comparators, ADC, PWM, DMA, UART
- Wikipedia的Intel Quark系列介紹:
Intel Quark is a line of 32-bit x86 SoCs and microcontrollers by Intel, designed for small size and low power consumption, and targeted at new markets including wearable devices. The line was introduced at Intel Developer Forum in 2013.
...... However, in 2016 Arduino released the Arduino 101 board[3] that includes an Intel Quark SoC.
https://en.wikipedia.org/wiki/Intel_Quark
- Datasheet
- Wikipedia的Pentium系列內容介紹:
https://en.wikipedia.org/wiki/Pentium
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執著技術和平台的表面年份數字、或者人云亦云 都沒有必要，重點在於是否合適。
很多事情，尤其是電腦技術領域，真的不見得是越舊的年代的東西就代表完全過時無用，事實上有許多技術概念真的都是通用的，而去了解80x86和其相關系統設計的觀念，也是一樣的。
真實的專業研究之所以有價值，原因也在於此，技術不限於年份數字的這種表象，只要是適用、可解決或改善問題的idea觀念，都極有可能再拿出來被使用。
例如8051已經是40年的老MCU IP，但從台灣一線的IC設計公司公告的職缺內容可看出，至今仍有著需要了解8051的能力的工程師職缺，可參見我的下方PO文 (點選 查看更多)
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這本80x86 IBM PC and Compatible Computers Assembly Language, Design, and Interfacing Volumes I & II ， 2002年出版，作者是Muhammad Ali Mazidi和Janice Gillispie Mazidi，出版社為Prentice Hall(Pearson)。
https://www.amazon.com/80X86-IBM-Compatible-Computers-Interfacing/dp/013061775X
中譯版書名為: IBM PC and Compatible Computers Design, and Interfacing - IBM PC系統設計與介面技術（第四版），東華書局出版，譯者為 方志鵬。
這本書涵蓋了很多電腦系統的軟韌硬體基礎觀念內容，在當年（十幾年前，大約19歲的時候）給了我不少啟發。
和 計算機組織/結構課本（科目）的一個不同之處在於，這本書或這類的科目會實際介紹8086/8088/80286/.../Pentium等微處理器IC及一些組合語言程式之外，也會介紹一些關於 介面電子電路 以及許多周邊IC與硬體（如8288 bus controller、8284 clock generator、記憶體介接電路、Programmable I/O的8255、LM34/35溫度Sensor、ADC0848、DAC808、8259中斷控制器、8253 Timer、LCD驅動、步進馬達驅動、 DMA 8237、UART 8250、UART轉RS232電壓位準轉換器、硬碟、鍵盤、印表機、數學運算coprocessor、視訊、以及其它許多IC，包含與微處理器IC之間的各種實際訊號狀態）的內容。
雖然這本書介紹的許多IC的型號比較舊，但是許多基礎原理觀念至今仍是共通的（畢竟電腦技術就是這幾十年來持續演化）。
另外還包含一些支援OS的微處理器的特性基礎，如80386的user/supervisor mode、virtual memory、page table、TLB等觀念，到了高速記憶體介面與存取章節也有各種記憶體的介紹(DRAM、SDRAM、cache memory的存取機制、write through、write back、cache coherence等觀念。後續談到80486時也會介紹到Pipeline；Pentium章節會提到superpipeline、supersclar、Harvard architecture、pipeline hazard、compiler的instruction scheduling、RISC/CISC的特性比較、out-of-order execution、branch prediction；MS-DOS的結構、記憶體管理；PCI、USB bus；BIOS；MS DOS和BIOS的ISR (INT _ _H對應的ISR)，涵蓋內容相當廣泛。
許多讀資訊工程系的朋友可能會不太清楚，這門課的名稱通常叫作微處理機與介面設計、微算機原理、介面設計，但現在在學校關於這種科目通常都是拿MCU（微控制器）的開發板來讓學生實驗，而不是像早期真的用微處理機（微處理器，如8086、Z80等）搭配一堆IC的兜成介面的方式來教了。另外，嚴格來說，這門課的範圍比計算機組織的範疇還廣(包含一部分計算機組織的內容)，但通常學校只會教到這本書的內容的一小部分。外國的書像是現在介紹的這本比蠻有名，而台灣比較常見的書是台灣科大電子系林銘波老師所出版的一系列微算機原理書籍。
這是一門在本質上很偏向實務和基礎理論觀念並重的課程，許多大學在這方面的教學都很輕忽。此外，這科也並不是研究所指定考科，所以常被忽略，研究所考科通常是計算機組織結構，但是性質和內容仍有不小的差異。
而關於介面硬體電路的方面，是近年來許多國內大學的電資工程系所普遍比較不重視的一環，畢竟現成的硬體用慣了，就容易忽視其存在與重要性。
但其實電腦系統技術絕對不是只有純軟體，若沒有紮實的硬體系統(包含類比式與數位式硬體)，軟體哪來的用處呢？就算現在的SoC和MCU的集成度很高，很多週邊硬體都整進去了，但是基礎觀念和介面電路還是少不了啊！
註1: 這裡講的微處理器(微處理機)就真的是傳統所指的 "微處理器"(Microprocessor)，例如8086/80286/80386/80486/Pentium IC裏頭就是CPU單元， 而不是微控制器(MCU, Microcontroller)! 並且也不是在指SoC或MCU被稱作的嵌入式微處理器(Embedded Microprocessor)的狀況。
順帶一提，這本書在談到鍵盤的章節，也會介紹到標準IBM PC內的鍵盤內都會有一顆微控制器(MCU)，該微控制器內含一顆微處理機(微處理器)、RAM、ROM以及幾個I/O Port，這裡很清楚就可以釐清微處理機和微控制器的差異!
註2: 這本書後續還有續作: The x86 PC: Assembly Language, Design, and Interfacing, 5/e，2009年出版， 作者: Muhammad Ali Mazidi, Janice G. Mazidi, Danny Causey)
https://www.tenlong.com.tw/products/9780135026489
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Embedded Linux系列之Bootloader課程簡介
Bootloader 為 開機啟動程式，其主要任務簡而言之為在電腦系統上電(Power ON)之初的階段，對系統硬體(包含CPU自身、Clock系統、周邊裝置、DRAM、Storage device等)進行一系列的初始化，並負責啟動作業系統核心(OS Kernel)。
註: 若拿SoC based嵌入式系統和PC系統作比對，粗略而言，則嵌入式系統的bootloader，即涵蓋了PC系統的BIOS及bootloader的功能(意思就是負責上電之初的硬體初始化與帶起OS Kernel等工作，在嵌入式系統上都是由bootloader負責)。這只是作個粗略的比對/比擬，當然兩種系統在細節上還是有些差異。
本課程將會帶領學員:
UBoot於BeagleboneBlack開發板之執行之畫面 (尚未置入Linux Kernel與filesystem)如下影片。
註: 實驗用開發板並不一定只限於BeagleboneBlack，若學員希望使用/學習其它款式的硬體平台，請事先與講師討論協議。
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