Armboot在EV40評估板上的移植

1、Armboot在EV40評估板上的移植    摘要：介紹Armboot以及EV40評估板的特點；詳細討論Armboot在EV40上的移植并給出主要代碼；以Flash編程為例，介紹與評估板相關(guān)Armboot命令的實現(xiàn)。   關(guān)鍵詞：Armboot AT91M40800 ARM 移植1 Armboot簡介Armboot是一個bootloader,是為基于ARM或者StrongARM CPU的嵌入式系統(tǒng)所設(shè)計的。它支持多種類型的Flash；允許映像文件經(jīng)由bootp、dhcp、tftp從網(wǎng)絡(luò)傳輸；支持從串口線下載S-record或

2、者binary文件；允許內(nèi)存的顯示及修改；支持jffs2文件系統(tǒng)等。Armboot源碼公開，可以在2 EV40評估板簡介Micetek祥佑數(shù)碼科技有限公司配合其Hitool for ARM開發(fā)工具推出了基于AT91X40系列微控制器的ARM EV40（簡稱EV40）評估板?？捎脕黹_發(fā)、調(diào)試和評估以Atmel ARM為硬件基礎(chǔ)的嵌入式系統(tǒng)。EV40評估板包括一個AT91X40系列的微控制器AT91M40800以及一些外圍器件。主要的外圍部分包括：2個串口、1個復(fù)位按鈕、3個應(yīng)用按鍵、3個LED指示燈、1個7段LED顯示器、512KB以太網(wǎng)接口、USB接口、PC104接口、EBI擴展接口、I/O擴

3、展接口、時鐘源選擇、觸摸板接口和LCD接口。3 Armboot在EV40上的移植本文的主要目的是使讀者盡快地能在EV40上運行Armboot，因此，去掉（或修改）了一些完整版本所具有的代碼（比如中斷處理），從而加快開發(fā)。同時，這里使用Hitool for ARM開發(fā)工具，完成代碼的修改、編譯及調(diào)試。3.1 初始化Armboot的運行，開始于cpu/$cpu/start.s，完成一系列的初始化后（中間調(diào)用board/$board/memsetup.s）,調(diào)用common/board.c中的函數(shù)start_armboot作為C語言程序的入口。如果使用Hitool，并正確地配置startup con

4、fig（使用初始文件micev40_em.inc）。使用Hitool自動生成的start_up.s代替start.s，把B_main替換為ldr pc,_start_armbootstartarmboot:.word start_armboot如果沒有micev40_em.inc,則自行創(chuàng)建，內(nèi)容如下：long ffe00000 0x01002529 long ffe00014 0x02502021long ffe00004 0x022028al long ffe00018 0x60000000long ffe00008 0x03002529 long ffe0001c 0x70000000l

5、ong ffe0000c 0x40000000 long ffe00020 0x00000001long ffe00010 0x02402021 long ffe00024 0x00000006這部分的作用相當(dāng)于borad$board.s。用來初始化EBI的各個寄存器。接下來是串口的初始化。這部分比較重要，作用是實現(xiàn)主機與目標板的通信，從而在超級終端（console）上提供用戶接口。在start_armboot函數(shù)中，cpu_init(&bd)、board_init（&bd）可以屏蔽掉；serial_init(&bd)用來初始化串口。初始化過程的一個示例如下（使用USA

6、RT0）。計算時鐘分頻數(shù)CD，公式為：異步模式CD=選擇的時鐘/16×波特率（結(jié)果四舍五入）同步模式CD=選擇的時候/波特率（CD必須為偶數(shù)）CD將作US_BRGR（波特率發(fā)生寄存器）的值。設(shè)置PS_PCER（省電模塊的外圍時鐘使能寄存器），它的各位和中斷源對應(yīng)。首先使能外圍的時鐘：#define PS_PCER_US0 0x04PS_PCER=PS_PCER_US0;設(shè)置PIO_PDR（PIO禁止寄存器）。此寄存器用于禁止PIO控制器控制單個引腳，而用作外圍引腳。并行I/O口線中一些為復(fù)用口線，可以由PIO控制器控制或作為其它外圍引腳。如P13（SCK0，SUART0時鐘信號）、P

7、14（TXD0，USART0數(shù)據(jù)發(fā)送端）、P15（RXD0，USART0數(shù)據(jù)接收端）。#define PIO_PDR_RXD0 0x8000#define PIO_PDR_TXD0 0x4000#define PIO_PDR_TXD0 0x2000如果使用MCK（主時鐘），PIO_PDR=PIO_PDR_RXD0|PIO_PDR_TXD0;如果使用SCK（外部時鐘），PIO_PDR=PIO_PDR_RXD0|PIO_PDR_TXD0|PIO_PDR_SCK0。復(fù)位接收器和發(fā)送器。這是通過設(shè)置US_CR（USART控制寄存器）。#define US_RSTRX 0x0004#define US_

8、RSTRX 0x0008#define US_RXDIS 0x0020#define US_TXDIS 0x0080US_CR=US_RSTRX|US_RSTTX|US_RXDIS|US_TXDIS清除發(fā)送和接收計數(shù)寄存器。US_TCR=0US_RCR=0設(shè)置波特率產(chǎn)生寄存器US_BRGR。US_BRGR=CD設(shè)置USART模式寄存器US_MR。#define US_CHMODE_NORMAL 0x0000 /*普通模式*/#define US_NBSTOP_1 0x0000 /*停止位1*/#define US_PAR_NO 0x800 /*無奇偶校驗*/#define US_CHRL_8

9、0xC0 /*數(shù)據(jù)位8*/#define US_CLKS_MCK 0x00 /*主時鐘*/#define US_ASYNC_MODE(US_CHMODE_NORMAL+US_NBSTOP_1+US_PAR_NO+US_CHRL_8+US_CLKS_MCK)US_MR=US_ASYNC_MODE設(shè)置發(fā)送時間確保寄存器US_TTGR。US_TTGR=0使能接收器和發(fā)送器。#define US_TXEN 0x0040#define US_RXEN 0x0010US_CR=US_RXEN|US_TXEN屏蔽所有USART中斷。US_IDR=0xFFFFFFFF最好在這里插入一個延時循環(huán)，保證初始化工作

10、的順利工作。For(i=0;i<=10;i+);為了讓讀者更清楚理解以上個寄存器的來源，這里以USART0各寄存器的定義為例：/USART的各個寄存器typedef volatile unsigned int at91_reg；typedef structat91_reg US_CR ; /*控制寄存器*/at91_reg US_MR ; /*模式寄存器*/at91_reg US_IER ; /*中斷使能寄存器*/at91_reg US_IDR ; /*中斷禁止寄存器*/at91_reg US_IMR ; /*中斷屏蔽寄存器*/at91_reg US_CSR ; /*通道狀態(tài)寄存器*/a

11、t91_reg US_RHR ; /*接收保持寄存器*/at91_reg US_THR ; /*發(fā)送保持寄存器*/at91_reg US_BRGR ; /*波特率產(chǎn)生寄存器*/at91_reg US_TTOR ; /*接收超時寄存器*/at91_reg US_TTGR ; /*發(fā)送器時間確保寄存器*at91_reg Reserved ;at91_reg US_RPR ; /*接收指針寄存器*/at91_reg US_RCR ; /*接收計數(shù)寄存器*/at91_reg US_TPR ; /*發(fā)送指針寄存器*/at91_reg US_TCR; /*發(fā)送計數(shù)寄存器*/StructUSART；#def

12、ine USART0_BASE (StructUSART*)0xFFFD0000)3.2 通過串口接收數(shù)據(jù)#define US_RXRDY 0x1While(US_CSR & US_RXRDY)=0)/*等待US_RHR（接收保持寄存器）收到字符*/character=US_RHR/*收到字符后，把它賦給某一變量供以后使用*/以上內(nèi)容用于cpu$cpu.c中的serial_getc()函數(shù)。3.3 通過串口發(fā)送數(shù)據(jù)#define US_TXRDY 0x2while(US_CSR & US_TXRDY)=0)/*等待US_THR（發(fā)送保持寄存器）送出字符*/US_THR=char

13、acter/*當(dāng)US_THR為空后，往里寫下一個要發(fā)送字符*以上內(nèi)容用于cpu$cpu.c中的serial_putc()函數(shù)。3.4 計數(shù)器的使用在cpu$cpu.c中，有個udelay(unsigned long usec)函數(shù)，作用是延時usec ms。通過使用定時器/計數(shù)器TC（Timer/Counter）模塊完成該功能。同串口使用制似，也需要初始化一系列的寄存器，然后執(zhí)行某種觸發(fā)，使計數(shù)器復(fù)位，時鐘啟動；當(dāng)計數(shù)器值到這TC_RC時，會發(fā)生RC比較，導(dǎo)致TC_SR（狀態(tài)寄存器）的CPCS位（0x10）置位。由此可見，適當(dāng)設(shè)置TC_RC寄存器的值，可以產(chǎn)生不同長短的延時；通過判斷CPCS位

14、，可作為延時結(jié)束的標志。3.5 設(shè)置自動引導(dǎo)命令A(yù)rmboot在開始會有幾秒的延時，讓你選擇是否自動引導(dǎo)。如果不自動引導(dǎo)，則可通過console，敲入命令，手工引導(dǎo)。自動引導(dǎo)采用的命令來源于環(huán)境變量。環(huán)境變量是由一些以“0”結(jié)束的形如“name=value”的字符串所組成的序列，整個序列以兩個“0”結(jié)束。環(huán)境變量存儲于結(jié)構(gòu)env_t的data數(shù)組中。有3處可以存放環(huán)境變量，一是SDRAM，在env_init(&bd)（中完成初始化；二是Flash。這里定義放在第三個扇區(qū)，即#define CFG_ENV_ADDR(PHYS_FLASH_1+0x20000)/*環(huán)境變量扇區(qū)地址*/env

15、_t*env=(env_t*)CFG_ENV_ADDR。三是default_environment。Default_environment是一個定義好的全局數(shù)組，作用相當(dāng)于env_t中的data。使用getenv(bd_t*bd，uchar *name)從環(huán)境變量中條目（形如“name=value”;value可以為空""）查找匹配name的條目；成功返回value對應(yīng)的地址，失敗返回0。通過源碼我們可以看出，這里采用的環(huán)境變量是default_environment，而且，name=bootcmd；因此，如果采用自動boot，則會自動執(zhí)行bootp，bootm。由于筆者并

16、不打算讓Armboot自動執(zhí)行任何命令，所以，將CONFIG_BOOTCOMMAND置空。4 Flash編程到此為止，Armboot基本上可以說能夠在板子上運行了。一些和板子無關(guān)的命令已經(jīng)可以運行，比如查看內(nèi)存md；下載binary文件loadb（使用kermit模式/協(xié)議）等等。也有些命令依然還不能運行，它們根據(jù)具體的目標板有不同的代碼。比如loads、erase等。這里我們以Flash編程為例，實現(xiàn)erase命令。Loads中也需要調(diào)用和Flash有關(guān)的函數(shù)。以下的編程是針對Fujitsu MBM29LV160TE的。不同的Flash，命令序列和命令地址都可能不同。4.1 Flash擦除F

17、lash的擦除是按照扇區(qū)來擦除的，扇區(qū)的大小由具體的Flash規(guī)定。EV40使用的Flash是Fujitsu MBM29LV160TE。它規(guī)定，一個存儲體上有35個扇區(qū)s0s34；s0s30大小為64KB（0x10000），s31大小為32KB，s32s33大小為8KB，s34大小為16KB。具體實現(xiàn)6個命令序列：typedef volatile unsigned short flash_word；#define CFG_FLASH_BASE 0x100000flash_word *flash_address=CFG_FLASH_BASE,*s_address；s_address=擦除扇區(qū)的起

18、始地址；*（flash_address+0x555）=0xAA；/*命令1*/*（flash_address+0x2AA）=0x55;/*命令2*/*（flash_address+0x555）=0x80;/*命令3*/*（flash_address+0x555）=0xAA;/*命令4*/*（flash_address+0x2AA）=0x55;/*命令5*/*s_address=0x30; /*命令6*/扇區(qū)的擦除需要時間，擦除成功的標志是*s_address=0xFFFFwhile(*s_address!=0xFFFF)&&(i+<1000000);/*若超過if(i>=1000000)return ERR_TIMOUT;4.2 Flash寫入寫入以字（2字節(jié)）為單位，地址要字對齊。具體實現(xiàn)為4個命令序列：s_sddress=寫入處的起始地址（偶地址）；*（flash_address+0x555）=0xAA； /*命令1*/*（flash_address+0x2AA）=0x55; /*命令2*/*（flash_address+0x555）=0xA0; /*命令3*/*s_address=data; /*命令4；data為欲寫入數(shù)據(jù)，