嵌入式Linux--MYiR板--系统引导（system boot）

1.概览

 引导过程从上电复位（POR）开始，在此硬件复位逻辑强制ARM内核从片上引导ROM开始执行。

 引导ROM代码使用内部寄存器BOOT_MODE [1：0]的状态以及各种 eFUSE 和/或 GPIO 设置的状态来确定设备的引导流程行为。ROM的主要功能包括：

• 支持从各种启动设备启动
• 串行下载器支持 (USB OTG 和 UART)
• 设备配置数据（Device Configuration Data ，DCD）和插件
• 基于数字签名和加密的高安全启动（High-Assurance Boot ，HAB）
• 从低功耗模式唤醒

引导ROM支持下面这些引导设备：

• NOR flash
• NAND flash
• OneNAND flash
• SD/MMC
• 串行(cs,clk,mosi, SPI) NOR flash and EEPROM
• 四线(cs,clk,SIO1,SIO2,SIO3,SIO4, QSPI) flash

 引导ROM使用BOOT_MODE和eFUSE的状态来确定引导设备。 出于开发目的，可以使用GPIO引脚输入来覆盖用于确定引导设备的eFUSE。

 引导ROM代码还允许下载要在设备上运行的程序。 该示例是一个配置程序，该程序可以进一步利用串行连接为启动设备提供新的映像。 通常，将配置程序下载到内部RAM，并允许对引导设备（例如SD / MMC闪存）进行编程。 ROM串行下载器在非流模式连接中使用高速USB，而在流模式连接中使用UART。 引导ROM允许从低功耗模式中唤醒。 复位后，ROM检查电源门控状态寄存器。 从低功耗模式唤醒时，内核会跳过从引导设备加载映像的过程，并跳转到保存在PERSISTENT_ENTRY0中的地址。

 设备配置数据（Device Configuration Data，DCD）功能允许引导ROM代码从驻留在引导设备上的外部程序镜像获取SOC配置数据。 例如，DCD可用于对DDR控制器进行编程以实现最佳设置，从而提高引导性能。 DCD限于对于引导目的必不可少的存储区和外围设备地址（请参阅写入数据命令）。

 引导ROM的一项关键功能是能够执行安全引导或高安全性引导（HAB）。 HAB安全库支持此功能，它是ROM代码的子组件。 HAB使用硬件和软件以及公钥基础结构（PKI）协议的组合来保护系统，防止执行未经授权的程序。 在HAB允许执行用户映像之前，必须对映像进行签名。 签名过程是在图像构建过程中由私钥持有者完成的，然后将签名作为最终程序图像的一部分包含在内。 如果配置为这样做，则ROM使用程序映像中包含的公共密钥来验证签名。 除了支持数字签名验证来验证程序映像之外，还支持加密启动。 加密的引导可用于防止直接从引导设备克隆程序镜像。

 除串行下载器外，还可以在芯片上支持的所有启动设备上执行HAB的安全启动。 引导ROM中的HAB库还提供API功能，从而允许其他引导链组件（bootloader）扩展安全引导链。 SEC_CONFIG的出厂设置是开放配置，其中ROM / HAB执行镜像认证，但是所有认证错误都将被忽略，并且仍然允许执行镜像。

2.引导模式（Boot modes）

 复位期间，芯片检查电源门控控制器状态寄存器。 引导期间，内核的行为由引导模式引脚设置定义，如引导模式引脚设置中所述。 从低功耗启动模式唤醒时，内核会跳过时钟设置。 引导ROM将检查PERSISTENT_ENTRY0（请参阅持久位）是否是指向有效地址空间（OCRAM，DDR，QSPI或EIM）的指针。 如果PERSISTENT_ENTRY0是指向有效范围的指针，则它将使用PERSISTENT_ENTRY0寄存器中的入口点开始执行。 如果PERSISTENT_ENTRY0是指向无效范围的指针，则内核将执行系统复位。

2.1 启动模式引脚设置

该设备具有四种引导模式（一种保留给NXP使用）。 根据内部BOOT_MODE寄存器中存储的二进制值选择引导模式。通过在POR_B的上升沿对BOOT_MODE0和BOOT_MODE1输入进行采样来初始化BOOT_MODE。 在对这些输入进行采样之后，它们的后续状态不会影响BOOT_MODE内部寄存器的内容。 内部BOOT_MODE寄存器的状态可以从SRC引导模式寄存器（SRC_SBMR2）的BMOD [1：0]字段中读取。 可用的引导模式为：从保险丝引导，通过USB的串行引导和内部引导。 请参阅下表进行设置：

启动引脚模式设置

BOOT_MODE[1:0]	Boot Type
00	Boot From Fuses
01	Serial Downloader
10	Internal Boot
11	Reserved

2.5 内部启动模式（Internal Boot mode (BOOT_MODE[1:0] = 0x02)）

 BOOT_MODE [1：0]寄存器中的值为0b10选择内部引导模式。在这种模式下，处理器继续从内部引导ROM执行引导代码。引导代码执行硬件初始化，从所选的引导设备加载程序镜像，使用HAB库执行镜像验证（请参阅引导安全性设置），然后跳转到从程序镜像派生的地址。如果在内部引导过程中发生错误，则引导代码将跳至Serial Downloader（请参阅Serial Downloader）。在所有三种引导模式下，都可以使用HAB进行安全引导。
 当设置为内部启动时，启动流程可以通过eFUSE设置与使用通用I / O（GPIO）引脚替代熔丝设置的选项来控制。 GPIO引导选择熔丝（BT_FUSE_SEL）确定ROM在该模式下是将GPIO引脚用于选定数量的配置参数还是eFUSE。

• 如果BT_FUSE_SEL = 1，则所有引导选项均由表8-2中所述的eFUSE控制。
• 如果BT_FUSE_SEL = 0，则可以使用以下命令设置特定的引导配置参数

 GPIO引脚而不是eFUSE。表8-2的GPIO列中列出了在这种模式下可以覆盖的保险丝。表8-3提供了GPIO引脚的详细信息。
 GPIO替代的用途旨在进行开发，因为这些焊盘在已部署的产品中用于其他目的。恩智浦建议通过已部署产品中的eFUSE控制启动配置，并保留仅将GPIO模式用于开发和测试目的。

8.5 启动设备（内部启动）（Boot devices (internal boot)）

该芯片支持以下引导闪存设备：

• 带有外部接口模块（EIM）的NOR闪存，位于CS0，16位总线宽度。
• 具有EIM接口的OneNAND闪存，位于CS0上，总线宽度为16位。
• 原始NAND（MLC和SLC）以及通过GPMI-2接口的切换模式NAND闪存。 页面大小分别为2 KB，4 KB和8 KB。 支持2位到40位BCH硬件ECC（纠错）的8位总线宽度。
• 四路SPI闪存。
• 通过USDHC接口的SD / MMC / eSD / SDXC / eMMC4.4，支持大容量卡。
• 通过SPI（串行闪存）引导EEPROM。

外部引导设备类型的选择由BOOT_CFG1 [7：4] eFUSE控制。 请参阅此表以了解更多详细信息：

启动设备选择

BOOT_CFG1[7:4]	Boot device
0000	NOR/OneNAND (EIM)
0001	QSPI
0011	Serial ROM (SPI)
010x	SD/eSD/SDXC
011x	MMC/eMMC
1xxx	Raw NAND

板子通过拨码开关来设置启动方式

拨码开关
SW1 (bit1)	BOOT_CFG1[7]
SW2 (bit2)	BOOT_CFG1[6]
SW3 (bit3)	BOOT_MODE0
SW4 (bit4)	BOOT_MODE1