在at91rm9200上移植u-boot1.0.0

1．  阅读at91rm9200 官方文档有关“引导程序”的章节对at91rm9200的启动流程有个大概的了解。

at91rm9200引导流程图

Device Setup

|

Boot  SPI  DataFlash  Boot --> Download  from  DataFlash --> run

|

TWI  EEPROM  Boot --> Download  from  EEPROM --> run

|

Parallel  Boot --> Download  from  8-bit Device -->run

|

Xmodem  protocol

|    |---DBGU  Serial  Download ---------------------> run

|     DFU  protocol

|-----USB  download -----------------------> run

at91rm9200有片内引导和片外引导 2 种启动方式，由一根跳线控制。

1> 片外引导  执行烧在flash上的引导程序。

2> 片内引导  at91rm9200内部本身有128k的片内rom,其固化了一个bootloader和uploader，片内引导时启动uploader，uploader开启xmodem协议，等待用户上传程序，上传的程序将载入片内SRAM，重映射，然后pc跳转到片内SRAM执行上传的用户程序。

注：片内SRAM只有16k，除去3-4k片内启动程序的占用的部分数据空间，因此下载的程序大小限制在12k内。

2．开发板硬件配置

这块开发板硬件           ATMEL推荐硬件

NSDRAM   8MB             32MB

Flash      1MB           8MB      

注：Flash芯片也不一样，意味着驱动要重写。

3．移植思路

官方at91rm9200DK u-boot Flash Programming Solutions文档提供的解决方案如下。

开发板flash上没有引导程序，于是只能用片内引导方式，载入一个12k以内的小程序到内部SRAM运行，而这个小程序初始化SDRAM后，再把u-boot下载到SDRAM运行(u-boot大于12k)，pc跳到SDRAM的u-boot位置运行u-boot，u-boot启动后再用u-boot自己的flash烧写命令把自己烧到flash去，以后就可以片外flash启动了。

官方文档中并不是直接烧u-boot.bin，而是烧入了boot.bin和u-boot.gz2个文件。原因后面将阐述。

===================移植=====================================

1．  loader.bin的移植

官方提供的loader.bin在SRAM启动会又启动xmodem接收u-boot，但是xmodem接收数据出错。查看其源码，发现它使用了固化的rom中的服务接口函数，没看出哪里出问题。于是准备自己写loader.bin，在at91rm9200提供的开发包中有个AT91RM9200-GettingStarted-ADS1_2-1_1.zip，用的是Arm Developer Suite 1.2编译器，就是一个简单的hello world程序，试一试可以运行。

（注意：ADS编译的程序，定义变量要在main的开始处，后面定义将导致编译出错）用AT91RM9200-GettingStarted-ADS1_2-1_1.zip作为起点开始写loader.bin，loader.bin主要有3个功能，初始化SDRAM，启动xmodem接收u-boot并写到SDRAM中，pc跳转到SDRAM运行。AT91RM9200-GettingStarted-ADS1_2-1_1里面已经有了SDRAM和其他一次初始化，在init_ram.c中。

 

>xmodem的实现

   只需要接收部分，发送部分用win下的”超级终端”等工具就可。先找来协议文档，熟悉协议，看看现有的xmodem协议源码。协议本身并不复杂，只是它的握手部分实现有点技巧。接收端要不停的发送字符“C”到串口(注意xmodem有3个版本，而超级终端对应的是xmodem-crc16)，发送端收到“C”后发送数据SOH和第一个数据包。接收端检测到SOH后停止发送“C”并开始处理数据。官方的loader启动了一个时间服务，每隔1s发送一个“C”，在这个我使用了偷懒的算法。

    while(Getchar()!=AT91C_XMODEM_SOH) 

    {

        if (0xFFFF==++n )

        {

         SendChar(AT91C_XMODEM_CRCCHR);

            n=0;

        }

   }

Getchar()和GetWaitchar()是添加的，GetWaitchar等待直到从串口接收到数据。显然不能用在上面的算法中，要导致忙等的。所以改了个Getchar()只用在这里。握手解决了，后面的处理都没什么问题。

 

>写SDRAM

unsigned char *pSdram = (unsigned char *)AT91C_UBOOT_BASE_ADDRESS;

   for ( n = 0; n<128 ; n ++ )  

{

              *pSdram++=data[n];

}

 

>PC跳转

   添加一个文件jump.S到工程

  ATMEL Microcontroller Software Support  -   ROUSSET

;------------------------------------------------------------------------------+

;- File source          : remap.s

;- Librarian           : Not applicable

;-Translator            :

;- Treatment        : Execute the remap and branch to 0

-   HI              : Creation

;------------------------------------------------------------------------------

     AREA    reset, CODE, READONLY

     EXPORT    Jump

Jump

        mov   pc,   r0                

        END;

;---------------------------------------------------------------------------------

  在main中使用下面的函数跳转
Jump((unsigned int)AT91C_UBOOT_BASE_ADDRESS);

 

>>loader的调试过程

  xmodem部分可以传一个调试文件，传进去后全部send回串口，看返回的信息就可以判断是否正常工作。

 写SDRAM，依然是写入后再读出来看看是否一致，在这里卡了很久，发现每隔2个地址就不能使用，后来发现是SDRAM没有初始化，也就是init_ram.c中的InitSDRAM()无效，重写后正常。

 Jump测试，得传入一个可以运行的程序到内存才能判断，用先前编译好的1.1.4的u-boot传入，没反应，可能是jump不对，也可能是u-boot不对，毕竟u-boot还未经过任何修改。灵光一闪，我换成u-boot-1.0.0试一试，出现u-boot的提示符了，?   也就是说jump没问题。

 

2.  u-boot的移植

u-boot的编译需要ELDK(Embedded Linux Development Kit)

ELDK是linux下的交叉开发环境，所以需要安装linux，在这里使用的是虚拟机vmware安装linux(red hat 9.0)，并安装了vmware tools，方便和windows交换数据。 

Linux版本选择以及安装ELDK参见“The DENX U-Boot and Linux Guide (DULG) for TQM8xxL” 这里下载安装的是arm-2005-03-06.iso; 注意正确设置ELDK的环境变量，要不编译会出错。在编译u-boot前先仔细阅读README文档，at91rm9200已经被u-boot支持
编译如下。

# cd   u-boot.x.x.x       (x.x.x代表版本号)

# make   at91rm9200dk_config

#make  all

在map那里会很慢，我的AMD64 3000＋，虚拟机里编译u-boot要3分钟?

 

 >>u-boot版本选择

  从1.1.2开始，u-boot有初始化SDRAM并拷贝自己到SDRAM运行的代码，而之前的版本就没有这个功能，官方文档提供的解决方案是针对1.1.2之前的版本。事实上官方开发包中代的u-boot是0.3.1。

  在经过我的测试后，发现直接编译出来的u-boot1.0.0可以运行，而1.1.4没反应。看来不一定最新的就是最好的。所以选择u-boot1.0.0移植。

>> u-boot修改

u-boot同样是对ATMEL推荐配子写的，所以需要修改。

修改Board/at91rm9200dk/config.mk

TEXT_BASE = 0x21f00000改为TEXT_BASE = 0x20700000 （u-boot将被载入SDRAM的高端部分）

修改include/configs/at91rm9200dk.h

#define PHYS_SDRAM_SIZE 0x2000000  /* 32 megs */

改为#define PHYS_SDRAM_SIZE 0x800000  /* 8 MB */

#define PHYS_FLASH_SIZE 0x200000  /* 2 megs main flash */

改为#define PHYS_FLASH_SIZE  0x100000  /* 1MB main flash */

还有一个要修改的地方是Board/at91rm9200dk/flash.c

参见自己的flash芯片datasheet，修改驱动注意保持函数接口的一致性。其中外部会调用的几个函数是unsigned long flash_init (void)

 void  flash_print_info  (flash_info_t *info)

int    flash_erase (flash_info_t *info,  int s_first,  int s_last)

int  write_buff (flash_info_t *info,  uchar *source,  ulong Base,  ulong nbytes)

只要保证这几个函数的接口一致性，其实现方法不一定要参照原来的模式。flash_info_t *info其实不用也可以的。还有就是flash芯片的自动识别函数去掉为好，在生产过程中很有可能采用同类型的其它FLASH代替。

重新编译u-boot，然后测试用u-boot的flinfo、md和cp.b命令测试flash驱动。

一切正常后u-boot部分完成，u-boot打包：

#gzip –c u-boot.bin > u-boot.gz

 

3．boot.bin移植

 

先看看boot.bin的源码，它也是用的ELDK开发环境，我用先前安装的交叉开发环境编译，出错。。。提示ld命令错误。可能是与开发环境不兼容，换成官方包中的cross-2.95.3.zip，编译通过。

修改main.c中下面2项

#define SRC 0x10010000   (u-boot.gz将烧入flash的位置)

#define DST 0x20700000  (u-boot.gz被解压后载入SDRAM的位置，和loader中保持一直)

 同样修改initboot.c中的AT91F_InitSDRAM()，和loader的修改一样。

编译

#make all

烧入flash测试

片内启动，载入loader.bin

再用loader.bin载入u-boot运行。

下面是在u-boot提示符下的操作
u-boot > loadb 20000000
 ------------用kermit协议载入boot.bin文件到SDRAM的20000000地址--------------

u-boot > cp.b 20000000 10000000 xxx  

(上一步文件载入完后会显示下载字节数，xxx就是字节数的16进制表示)

接下来烧入u-boot.gz

u-boot > loadb 20000000
u-boot > cp.b 20000000 10010000 xxx

断开板子上的跳线，片外启动开发板。等几秒后u-boot启动了。

到此u-boot移植结束。