100ASK-IMX6ULL开发板移值NXP官方UBOOT
100ASK-IMX6ULL开发板移值NXP官方UBOOT
- 1. 开发环境
- 2. 在UBOOT中添加自己的开发板
- 2.1 添加开发板配置文件
- 2.2 添加开发板对应的头文件
- 2.3 添加开发板对应的板级文件夹
- 2.4 修改UBOOT图形界面配置文件
- 2.5 编译下载测试新添加的开发板
- 3. LCD驱动修改
- 3.1 LCD背光和RESET引脚修改
- 3.2 LCD参数配置
- 3.3 编译测试修改后的UBOOT
- 3.4 其它修改
- 4. 网络驱动移值
- 4.1 网络PHY地址修改
- 4.2 删除uboot 中 74LV595 的驱动代码，修改RESET引脚
- 4.3 添加100ask开发板网络复位引脚驱动
- 4.4 修改 drivers/net/phy/phy.c 文件中的函数genphy_update_link
- 4.5 下载测试网络驱动
- 5. 设置环境变量自动下载uboot到SD卡(无需插拔SD卡)
1. 开发环境
- gcc: 100ask_imx6ull-sdk\ToolChain\gcc-linaro-6.2.1-2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf
- uboot: uboot-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga.tar.bz2
gcc可以在百问网提供的bsp包找到，uboot使用的是nxp官方的uboot， 点击下载uboot。本文参考了正点原子的imx6ull左神的uboot移值教程(非常感谢左神的教程)。
2. 在UBOOT中添加自己的开发板
2.1 添加开发板配置文件
在configs目录下创建开发板配置文件，复制configs/mx6ull_14x14_evk_emmc_defconfig并重命名为mx6ull_100ask_emmc_defconfig，并修改内容为：
CONFIG_SYS_EXTRA_OPTIONS="IMX_CONFIG=board/freescale/mx6ull_100ask_emmc/imximage.cfg,MX6ULL_EVK_EMMC_REWORK"
CONFIG_ARM=y
CONFIG_ARCH_MX6=y
CONFIG_TARGET_MX6ULL_100ASK_EMMC=y
CONFIG_CMD_GPIO=y
PS：将MX6ULL_EVK_EMMC_REWORK修改为MX6ULL_100ASK_EMMC_REWORK后，uboot的MMC驱动不能用了，识别不了sd卡和eMMC，不知道为什么。
2.2 添加开发板对应的头文件
在目录include/configs下添加100ask开发板对应的头文件，复制include/configs/mx6ullevk.h，并重命名为mx6ull_100ask_emmc.h，将：
#ifndef __MX6ULLEVK_CONFIG_H
#define __MX6ULLEVK_CONFIG_H
修改为：
#ifndef __MX6ULL_100ASK_EMMC_CONFIG_H
#define __MX6ULL_100ASK_EMMC_CONFIG_H
2.3 添加开发板对应的板级文件夹
uboot 中每个板子都有一个对应的文件夹来存放板级文件，比如开发板上外设驱动文件等，nxp的imx系列芯片的板级文件夹都存放在board/freescale中，因为飞思卡尔被nxp收购了，所以文件夹名字是freescale。
- 复制board/freescale/mx6ullevk文件夹并重命名为mx6ull_100ask_emmc。
- 将board/freescale/mx6ull_100ask_emmc下的mx6ullevk.c重命为mx6ull_100ask_emmc.c。
- 修改board/freescale/mx6ull_100ask_emmc下的Makefile文件，将
obj-y := mx6ullevk.o
修改为：
obj-y := mx6ul_100ask_emmc.o
这样才会编译mx6ull_100ask_emmc.c。
4. 修改board/freescale/mx6ull_100ask_emmc下的imximage.cfg 文件，将34行的
PLUGIN board/freescale/mx6ullevk/plugin.bin 0x00907000
修改为：
PLUGIN board/freescale/mx6ull_100ask_emmc/plugin.bin 0x00907000
- 修改board/freescale/mx6ull_100ask_emmc目录下的 Kconfig 文件，修改后内容如下：
if TARGET_MX6ULL_100ASK_EMMC
config SYS_BOARD
default "mx6ull_100ask_emmc"
config SYS_VENDOR
default "freescale"
config SYS_CONFIG_NAME
default "mx6ull_100ask_emmc"
endif
- 修改board/freescale/mx6ull_100ask_emmc目录下的 MAINTAINERS 文件，修改后内容如下：
MX6ULL_100ASK_EMMC BOARD
M: Peng Fan <peng.fan@nxp.com>
S: Maintained
F: board/freescale/mx6ull_100ask_emmc/
F: include/configs/mx6ull_100ask_emmc.h
F: configs/mx6ull_100ask_emmc_defconfig
2.4 修改UBOOT图形界面配置文件
修改文件修改文件arch/arm/cpu/armv7/mx6/Kconfig，在207行加入以下内容：
config TARGET_MX6ULL_100ASK_EMMC
bool "Support mx6ull_100ask_emmc"
select MX6ULL
select DM
select DM_THERMAL
在endif前加入：
source "board/freescale/mx6ull_100ask_emmc/Kconfig"
2.5 编译下载测试新添加的开发板
编译新添加的开发板：
make distclean
make mx6ull_100ask_emmc_defconfig
make -j4
查看串口输出如下：
从上图可看出uboot的LCD和网络是不能用的，接下来需要修改LCD和网络驱动。
3. LCD驱动修改
一般uboot的驱动都是在xxx.c和xxx.h中修改，xxx为板子名称，比如mx6ull_100ask_emmc.c和mx6ull_100ask_emmc.h两个文件，修改LCD驱动时应注意一下几点：
- LCD所使用的GPIO。
- LCD背光控制和RESET引脚。
- LCD参数配置。
imx6ull的LCD有固定的引脚，所以只需要修改背光引脚和参数。
3.1 LCD背光和RESET引脚修改
从mx6ull_100ask_emmc.c中的第777行可以看出，nxp官方使用的也是GPIO1_IO8来控制LCD背光的，所以不用修改，而RESET引脚在100ask开发板中是接了电阻上拉的，如下图所示：
这里的电路应该是上电自动复位，上电后通过电容c18复位一下LCD，所以不需要设置RESET引脚，但是nxp官方使用了LCD的reset引脚，代码如下：
771 /* Reset the LCD */
772 gpio_direction_output(IMX_GPIO_NR(5, 9) , 0);
773 udelay(500);
774 gpio_direction_output(IMX_GPIO_NR(5, 9) , 1);
直接注释掉该代码即可。
3.2 LCD参数配置
由于nxp官方的开发板是不支持100ask的1024x600的屏的，所以需要修改，在mx6ull_100ask_emmc.c中的第780的display_info_t结构体中定义了LCD相关参数：
struct display_info_t const displays[] = {{
.bus = MX6UL_LCDIF1_BASE_ADDR,
.addr = 0,
.pixfmt = 24,
.detect = NULL,
.enable = do_enable_parallel_lcd,
.mode = {
.name = "TFT43AB",
.xres = 480,
.yres = 272,
.pixclock = 108695,
.left_margin = 8,
.right_margin = 4,
.upper_margin = 2,
.lower_margin = 4,
.hsync_len = 41,
.vsync_len = 10,
.sync = 0,
.vmode = FB_VMODE_NONINTERLACED
} } };
size_t display_count = ARRAY_SIZE(displays);
其中do_enable_parallel_lcd函数就是lcd的引脚初始化函数，打开LCD背光就是在此函数中完成的。
100ask开发板所使用的LCD为1024x600，数据手册路径：100ask_imx6ull_2020.02.29_v2.0/06_Da
tasheet/Extend_modules/7寸LCD模块/7.0-13SPEC(7寸1024600TN-RGB).pdf，查看数据手册得到参数：
修改后的结构体如下：
struct display_info_t const displays[] = {{
.bus = MX6UL_LCDIF1_BASE_ADDR,
.addr = 0,
.pixfmt = 24,
.detect = NULL,
.enable = do_enable_parallel_lcd,
.mode = {
.name = "TFT7016",
.xres = 1024,
.yres = 600,
.pixclock = 19531,
.left_margin = 140,
.right_margin = 160,
.upper_margin = 20,
.lower_margin = 12,
.hsync_len = 20,
.vsync_len = 3,
.sync = 0,
.vmode = FB_VMODE_NONINTERLACED
} } };
其中pixclock是像素时钟，计算方法为：
1 ( T H + T V ) ∗ 60 ∗ 1 0 12 \frac {1}{(TH+TV)*60}*10^{12} (TH+TV)∗601∗1012
通过上图的参数计算出为19531(单位应该是ps,皮秒(1ns=1000ps))，name修改为TFT7016，表示7寸，1024x600。最后将mx6ull_100ask_emmc.h中的TFT43AB替换为TFT7016。
3.3 编译测试修改后的UBOOT
编译下载并插上LCD后，uboot串口输出：
LCD显示NXP的logo：
如果LCD没有显示，查看uboot环境变量panel是否是TFT7016，不是的话修改为TFT7016重启测试，还是没有显示的话，可能是之前SD/eMMC中有环境变量，所以uboot没有使用代码中的环境变量，需要将eMMC/SD完全格式化之后就可以了。格式化可以在uboot中使用mmc erase命令来擦除环境变量:
/*SD卡启动*/
mmc dev 0
mmc erase 600 10
/*eMMC启动*/
mmc dev 1
mmc erase 600 10
重启开发板即可。
3.4 其它修改
在mx6ull_100ask_emmc.c中找到checkboard函数，修改如下：
int checkboard(void)
{
puts("Board: MX6ULL 100ASK EMMC\n");
return 0;
}
4. 网络驱动移值
IMX6ULL有两个网络外设，分别为ENET1和ENET2，100ask开发板使用LAN8720A作为PHY芯片，接在了ENET2上，LAN8720A芯片有一个地址引脚，RXER/PHYAD0，在开发板上接到了高电平，所以LAN8720A的网络PHY地址为1，RESET引脚接在了SNVS_TAMPER6上，由于PHY网络芯片有规定，所有PHY芯片前16个寄存器都是一样的功能，并且使用这16个寄存器就可以让网络正常工作，所以需要修改三个地方：
- LAN8720A的PHY网络地址为1
- RESET引脚
- LAN8720A驱动
4.1 网络PHY地址修改
打开mx6ull_100ask_emmc.h，找到如下代码：
#define CONFIG_FEC_ENET_DEV 1
该代码定义了默认使用的ENET，说明使用ENET2，0使用ENET1，紧接着是ENET配置代码：
#if (CONFIG_FEC_ENET_DEV == 0)
#define IMX_FEC_BASE ENET_BASE_ADDR
#define CONFIG_FEC_MXC_PHYADDR 0x2
#define CONFIG_FEC_XCV_TYPE RMII
#elif (CONFIG_FEC_ENET_DEV == 1)
#define IMX_FEC_BASE ENET2_BASE_ADDR
#define CONFIG_FEC_MXC_PHYADDR 0x1
#define CONFIG_FEC_XCV_TYPE RMII
#endif
#define CONFIG_ETHPRIME "FEC"
我们使用ENET2，所以设置地址的代码为：
#elif (CONFIG_FEC_ENET_DEV == 1)
#define IMX_FEC_BASE ENET2_BASE_ADDR
#define CONFIG_FEC_MXC_PHYADDR 0x1
#define CONFIG_FEC_XCV_TYPE RMII
#endif
#define CONFIG_ETHPRIME "FEC"
nxp默认使用的也是ENET2，所以不用修改。
第345行定义了一个宏：
#define CONFIG_PHY_MICREL
此宏用于使能 uboot 中 Micrel 公司的 PHY驱动，NXP使用的KSZ8081 这颗 PHY 芯片就是 Micrel 公司生产的，如果要使用 LAN8720A，那么就得将 CONFIG_PHY_MICREL 改为 CONFIG_PHY_SMSC，也就是使能 uboot 中的 SMSC 公司中的 PHY 驱动，因为 LAN8720A 就是 SMSC 公司生产的，将该宏修改为：
#define CONFIG_PHY_SMSC
4.2 删除uboot 中 74LV595 的驱动代码，修改RESET引脚
打开mx6ull_100ask_emmc.c，找到如下代码：
#define IOX_SDI IMX_GPIO_NR(5, 10)
#define IOX_STCP IMX_GPIO_NR(5, 7)
#define IOX_SHCP IMX_GPIO_NR(5, 11)
#define IOX_OE IMX_GPIO_NR(5, 8)
删除并替换为：
#define ENET2_RESET IMX_GPIO_NR(5, 6)
因为SNVS_TAMPER6复用为IO时是GPIO5_IO6，继续在 mx6ull_alientek_emmc.c 中找到如下代码：
static iomux_v3_cfg_t const iox_pads[] = {
/* IOX_SDI */
MX6_PAD_BOOT_MODE0__GPIO5_IO10 | MUX_PAD_CTRL(NO_PAD_CTRL),
/* IOX_SHCP */
MX6_PAD_BOOT_MODE1__GPIO5_IO11 | MUX_PAD_CTRL(NO_PAD_CTRL),
/* IOX_STCP */
MX6_PAD_SNVS_TAMPER7__GPIO5_IO07 | MUX_PAD_CTRL(NO_PAD_CTRL),
/* IOX_nOE */
MX6_PAD_SNVS_TAMPER8__GPIO5_IO08 | MUX_PAD_CTRL(NO_PAD_CTRL),
};
该代码是74lv595的驱动代码，将其删除，同理，将iox74lv_init，iox74lv_set函数删除，将board_init中调用74lv595的代码删掉:
imx_iomux_v3_setup_multiple_pads(iox_pads, ARRAY_SIZE(iox_pads));
iox74lv_init();
4.3 添加100ask开发板网络复位引脚驱动
在mx6ull_100ask_emmc.c中找到如下代码：
static iomux_v3_cfg_t const fec2_pads[] = {
MX6_PAD_GPIO1_IO06__ENET2_MDIO | MUX_PAD_CTRL(MDIO_PAD_CTRL),
MX6_PAD_GPIO1_IO07__ENET2_MDC | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
MX6_PAD_ENET2_TX_DATA0__ENET2_TDATA00 | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
MX6_PAD_ENET2_TX_DATA1__ENET2_TDATA01 | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
MX6_PAD_ENET2_TX_CLK__ENET2_REF_CLK2 | MUX_PAD_CTRL(ENET_CLK_PAD_CTRL),
MX6_PAD_ENET2_TX_EN__ENET2_TX_EN | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
MX6_PAD_ENET2_RX_DATA0__ENET2_RDATA00 | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
MX6_PAD_ENET2_RX_DATA1__ENET2_RDATA01 | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
MX6_PAD_ENET2_RX_EN__ENET2_RX_EN | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
MX6_PAD_ENET2_RX_ER__ENET2_RX_ER | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
};
该数组是网络接口引脚初始化数组，添加复位引脚后：
static iomux_v3_cfg_t const fec2_pads[] = {
MX6_PAD_GPIO1_IO06__ENET2_MDIO | MUX_PAD_CTRL(MDIO_PAD_CTRL),
MX6_PAD_GPIO1_IO07__ENET2_MDC | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
MX6_PAD_ENET2_TX_DATA0__ENET2_TDATA00 | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
MX6_PAD_ENET2_TX_DATA1__ENET2_TDATA01 | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
MX6_PAD_ENET2_TX_CLK__ENET2_REF_CLK2 | MUX_PAD_CTRL(ENET_CLK_PAD_CTRL),
MX6_PAD_ENET2_TX_EN__ENET2_TX_EN | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
MX6_PAD_ENET2_RX_DATA0__ENET2_RDATA00 | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
MX6_PAD_ENET2_RX_DATA1__ENET2_RDATA01 | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
MX6_PAD_ENET2_RX_EN__ENET2_RX_EN | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
MX6_PAD_ENET2_RX_ER__ENET2_RX_ER | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
MX6_PAD_SNVS_TAMPER6__GPIO5_IO06 | MUX_PAD_CTRL(NO_PAD_CTRL),
};
继续在mx6ull_100ask_emmc.c中找到setup_iomux_fec函数：
static void setup_iomux_fec(int fec_id)
{
if (fec_id == 0)
imx_iomux_v3_setup_multiple_pads(fec1_pads,
ARRAY_SIZE(fec1_pads));
else
imx_iomux_v3_setup_multiple_pads(fec2_pads,
ARRAY_SIZE(fec2_pads));
}
该函数就是通过fec1_pads和fec2_pads数组来初始化ENET引脚，修改后如下：
static void setup_iomux_fec(int fec_id)
{
if (fec_id == 0)
imx_iomux_v3_setup_multiple_pads(fec1_pads,
ARRAY_SIZE(fec1_pads));
else
{
imx_iomux_v3_setup_multiple_pads(fec2_pads,
ARRAY_SIZE(fec2_pads));
gpio_direction_output(ENET2_RESET, 1);
gpio_set_value(ENET2_RESET, 0); /*复位LAN8720A*/
mdelay(20);
gpio_set_value(ENET2_RESET, 1);
}
}
如果不复位LAN8720A，uboot可能识别不了LAN8720A。
4.4 修改 drivers/net/phy/phy.c 文件中的函数genphy_update_link
该函数的部分代码如下：
int genphy_update_link(struct phy_device *phydev)
{
unsigned int mii_reg;
/*
* Wait if the link is up, and autonegotiation is in progress
* (ie - we're capable and it's not done)
*/
mii_reg = phy_read(phydev, MDIO_DEVAD_NONE, MII_BMSR);
/*
* If we already saw the link up, and it hasn't gone down, then
* we don't need to wait for autoneg again
*/
if (phydev->link && mii_reg & BMSR_LSTATUS)
return 0;
修改后：
int genphy_update_link(struct phy_device *phydev)
{
unsigned int mii_reg;
static int lan8720_flag = 0;
int bmcr_reg = 0;
if (lan8720_flag == 0) {
bmcr_reg = phy_read(phydev, MDIO_DEVAD_NONE, MII_BMCR);
phy_write(phydev, MDIO_DEVAD_NONE, MII_BMCR, BMCR_RESET);
while(phy_read(phydev, MDIO_DEVAD_NONE, MII_BMCR) & 0X8000) {
udelay(100);
}
phy_write(phydev, MDIO_DEVAD_NONE, MII_BMCR, bmcr_reg);
lan8720_flag = 1;
}
/*
* Wait if the link is up, and autonegotiation is in progress
* (ie - we're capable and it's not done)
*/
mii_reg = phy_read(phydev, MDIO_DEVAD_NONE, MII_BMSR);
添加的代码用于将LAN8720A软件复位一下。
至此uboot的网络驱动修改完成，可以编译下载测试了。
4.5 下载测试网络驱动
下载后uboot输出：
可以看到Net: FEC1，说明uboot可以识别出LAN8720A了，只是没有设置IP地址，设置环境变量：
setenv ipaddr 192.168.101.6 //开发板 IP 地址
setenv ethaddr 00:04:9f:04:d2:35 //开发板网卡 MAC 地址
setenv gatewayip 192.168.101.1 //开发板默认网关
setenv netmask 255.255.255.0 //开发板子网掩码
setenv serverip 192.168.101.5 //服务器地址，也就是 Ubuntu 地址
saveenv //保存环境变量
使用ping命令测试：
ping 192.168.101.5
192.168.101.5是ubuntu的ip地址，也可以是pc的ip地址，输出如下：
说明网络驱动修改成功。可以通过tftp来下载zImage内核试验一下：
tftp 80800000 zImage
uboot输出：
此时就可以通过tftp来加载内核镜像和设备树来启动Linux了。如果使用nfs下载时末尾出现卡顿现象，在主机/etc/hosts文件加入192.168.101.6 /home/book/nfs_rootfs，192.168.101.6是开发板uboot的ip地址， /home/book/nfs_rootfs是主机的nfs目录。如果u-boot NFS下载文件报错：Loading: *** ERROR: File lookup fail，导致此错误得原因是：uboot中使用得NFS版本为V2版本，而ubuntu中的NFS版本为V3,V4及以上版本，从而导致uboot不能再NFS服务器中找到文件，解决方法。
5. 设置环境变量自动下载uboot到SD卡(无需插拔SD卡)
在调试uboot时，如果从sd卡启动，就会频繁的插拔读卡器，频繁重启开发板，很麻烦，解决方法：uboot网络调试完成后，可以将调试好的uboot先下载到eMMC中，如果想将uboot下载进sd卡，可以先使用eMMC中的uboot启动开发板，然后用tftp从ubuntu中将uboot.imx下载到DRAM中，然后利用uboot的mmc write命令将DRAM中的uboot.imx写入到SD卡，然后从SD卡启动，这样就不需要频繁插拔SD卡和读卡器了。前提是ubuntu中要安装好tftp服务，可以设置一个环境变量：
setenv tosd 'tftp 80000000 u-boot.imx; mmc dev 0; mmc write 80000000 2 900'
saveenv
mmc write 80000000 2 900表示将DRAM中0x80000000开始的900个blk(1blk=512byte)写入sd卡第2个blk开始的地方，因为uboot.imx是存放在sd卡第1kbyte后的，然后使用run tosd来将uboot下载到sd卡中(使用eMMC中的uboot下载到内存中，然后使用go命令理论上可以，但是我测试的时候初始化mmc后就卡住了，不知道为什么，有大神可以解答一下吗，嘿嘿，不胜感激)。
完整的测试：
编译完uboot后，执行：
cp u-boot.imx ~/tftpboot
然后在uboot中运行:
run tosd
等待完成即可从sd卡启动。裸机程序也可使用此方法，但是裸机直接在内存中使用go命令运行应该更方便。