在at91rm9200上移植u-boot1.0.0

最新推荐文章于 2016-09-26 18:00:31 发布

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本文详细记录了AT91RM9200硬件的移植过程，包括引导流程、开发板硬件配置、移植思路与实践。重点介绍了如何使用AT91RM9200提供的开发包，通过自写loader.bin、移植u-boot及优化u-boot.bin和u-boot.gz文件，最终实现硬件的稳定运行。

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