Linux环境下OK6410裸机开发详解

本文介绍在Linux环境下完成OK6410开发板的裸机开发过程,包括交叉编译工具链配置、tftp服务器搭建、SD卡制作及裸机程序的编写、编译、链接和烧录等步骤。

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关于ok6410的裸机开发资料,大多都是windows下的,使用RVDS编写裸机程序,并编译烧录到开发板上运行,但是我整了很久也没在windows10上将环境装好,又懒得装一个xp的虚拟机,所以就摸索在Linux下进行裸机程序的开发。具体内容分为以下几个部分:
一.前期准备
二.裸机程序的编写(驱动LED)
三.裸机程序编译链接
四.裸机程序的烧录
一.前期准备
1.交叉编译工具链
交叉编译工具链用来编译、链接裸机程序,生成开发板可执行的二进制文件,只需要将ok6410光盘中的交叉编译工具解压到Linux下,并添加环境变量指明路径即可,如下图:
2.tftp服务器
tftp服务器用来将二进制文件传送到开发板上
1.安装xinetd:
zoro@ubuntu:~$ sudo apt-get install xinetd
2.安装tftp客户端和服务器
zoro@ubuntu:~$ sudo apt-get install tftp tftpd
3.建立配置文件:
建立/etc/xinetd.h/tftp 并写入如下内容,其中var/tftpboot/是服务器的目录,需要将其权限设为777


3.SD卡
由于之后裸机程序需要通过uboot上的tftp烧录到开发板中,所以需要制作SD卡将uboot烧录到NandFlash

二、裸机程序的编写
之前的准备工作做好之后,就可以编写裸机程序了,按照国际惯例先驱动LED(比较简单……),首先看ok6410的原理图


由原理图可知,4个LED对应着芯片的GPM0~GPM3,接下来看芯片手册


由芯片手册可知,GPM0~GPM3的配置是GPMCON的0~15位,分别将其设置为0001,即输出模式,然后给GPMDAT寄存器赋值即可确定输出高电平或者低电平,由原理图可知,在ok6410开发板输出低电平,LED发光。知道这些即可编写裸机程序:
 
  1 #define rGPMCON          (*(volatile unsigned *)(0x7F008820))
  2 #define rGPMDAT          (*(volatile unsigned *)(0x7F008824))
  3 #define rGPMPUD          (*(volatile unsigned *)(0x7F008828))
  4 
  5 
  6 void msDelay(int time)
  7 {
  8     volatile unsigned int i,j;
  9     for(i = 0; i < 2000000; i++)
 10     for(j=0; j<time; j++);
 11 }
 12 
 13 void GPIO_Init(void)
 14 {
 15     rGPMCON  = 0x11111;
 16     rGPMPUD  = 0x00;
 17     rGPMDAT  = 0X1F;
 18 }
 19 void LedTest(void)
 20 {
 21     volatile unsigned int i;
 22     while (1)
 23     {
 24         for(i=0; i<4; i++)
 25         {
 26             rGPMDAT  = ~(1<<i);
 27             msDelay(10);
 28         }
 29 
 30     }
 31 }
  32
 33 int main(void)
 34 {
 35     GPIO_Init();
 36     LedTest();
 37     return 0;
 38 }
再编写启动代码,调用C程序:
  1 
  2 bl _start
  3 _start:
  4 
  5 /* Peri port setup */
  6 ldr r0, =0x70000000
  7 orr r0, r0, #0x13
  8 mcr p15,0,r0,c15,c2,4       @ 256M(0x70000000-0x7fffffff)
  9 
 10 /* Disable Watchdog */
 11 ldr r0, =0x7E004000         @看门狗寄存器地址为0x7E004000
 12 mov r1, #0
 13 str r1, [r0]                @往看门狗寄存器写入0,关闭看门狗,否则板子会不断重启
 14 
 15 /* 设置栈 */
 16 ldr sp, =8*1024          @此时栈大小不能大于8K,因为现在可用的内存只有8K
 17 @NAND Flash中的代码在复位后会移到SRAM中,而SRAM只有8K大小
 18 
 19 
 20 bl main                     @跳入C程序的main函数处执行
 21 halt:
 22 b halt
其中678三行告诉cpu外设的基地址(如下图),16行用于设置C语言的运行栈,20行跳转到main函数(当然,不叫main也是可以的,如果改名的话,在C语言程序里做相应改变就行),最后俩行相当于一个死循环



到这里裸机程序已经写完了,接下来需要做的就是编译了。

三、 裸机程序编译链接
说白了,使用RVDS只是把编译链接的过程集合到一块了,现在我们需要自己做这些工作,通过Makefile组织文件:
  1 ll: led.bin
  2 
  3 led.bin: start.o led.o
  4     arm-linux-ld -Ttext 0 -o led.elf start.o led.o
  5     arm-linux-objcopy -O binary led.elf led.bin
  6     arm-linux-objdump -D led.elf > led.dis  
  7 
  8 start.o : start.s
  9     arm-linux-gcc -g -o start.o start.s -c  
 10 
 11 led.o : led.c
 12     arm-linux-gcc -g -o led.o led.c -c  
 13 
 14 clean:
 15     rm *.o led.elf led.bin led.dis

arm-linux-gcc -g 为了调试 -o 控制输出文件 -c 只编译不链接
arm-linux-ld 链接器
arm-linux-objcopy 输出可执行二进制文件
arm-linux-objdump 将led.elf反汇编到led.dis中

然后执行make命令,就会生成二进制文件 len.bin


四.裸机程序的烧录
进行到这里,只需要将可执行文件烧录到开发板执行就ok了

1.将led.bin文件复制到tftp服务器的目录下(和我的配置的一样的话,即/var/tftpboot目录)

2.向开发板烧录uboot,然后切换到nandflash启动,出现输出信息是按空格,出现如下画面就成功了


然后选择6,进入uboot,给开发板连接网线,确保主机和开发板处于同一局域网,关闭主机的防火墙,然后配置ip

由上向下依次是 开发板ip, 主机ip, 网关, 最后保存

3.将可执行文件下载到DRAM:
tftp 【地址】【文件名】

注意这里的地址必须在0x50000000~0x6FFFFFFF范围内,因为其他内存地址不是DRAM


此时使用go命令, go 【地址】,即可运行你的裸机程序了,可以看到led被点亮了




4.到这里可以说整个流程都走完了,但是裸机程序掉电以后就没了,如果想让程序掉电以后还在开发
板上,可以将裸机程序写到nandflash,具体做法如下:

nand erase 【偏移量】【擦除长度】
擦除一块nand,我这里从0x30000000开始 擦除了1M
nand write 【内存地址】【偏移量】【写长度】
将内存里的数据写到nand,这里将0x60000000的裸机程序写到0x30000000处
然后重启以后,再将这片nand内容读入内存,使用go命令运行读到文件的地址。


这里需要注意的是,如果nand擦除的地址太低的话,有可能覆盖uboot,导致uboot不能正常启动,当然写入的地址如果为0的话,
开发板启动以后会直接执行你写的裸机程序,不执行uboot了。

到这里,你已经可以使用linux开发OK6410的裸机程序了,赶快燥起来,把其他外设也都驱动起来吧!



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