imx6ul上电启动过程

一、CPU上电启动

0、引入

CPU上电后如何从flash上获取程序并执行，不同厂家不同型号CPU也往往不同，但是大体是相同的：从flash上读取。从flash上读取是最传统和常规的方式，也是项目会采用的方式。

（1）各厂家的芯片如何从flash上读取程序来运行？

上电时根据某些GPIO的电平，来选择进入到不同模式，如启动还是烧写？选择从哪种flash启动，如nor，nand，emmc。

（2）对于imx6ul，有两个需要关注的启动电平。

一个是启动模式：是烧写还是启动。一个是从哪里启动，是nor，nand，emmc？

这些如何实现的我们无需关注，都是硬件固话好的模式，我们只需要知道，当我们想烧写，或者想启动的时候如何去配置这些引脚的电平状态即可。而什么样的电平决定了什么样的启动状态，在手册中有详细说明。

IMX6ULLRM.pdf Chapter 8 System Boot

对于我们的开发板，我们需要关注：

1、启动模式

imx6ul有三种启动模式，是烧写01（USB下载），或者是10内部引导启动（从flash启动）。其他的可以不关注。

 

2、从什么flash启动

用户根据不同项目，往往需求不同，有公司选择nor，有选择nand，有emmc启动的。为了更好的适合更多用户，芯片厂家往往会让自家芯片支持更多的flash启动。这里我们重点关注nand或者emmc，这是当前的主流。

在IMX6ULLRM.pdf Chapter 5中 Boot Device Select，上电后，这些特殊引脚，默认为输入状态，CPU通过获取到这些输入引脚的电平，选择对应的flash进行启动。

同时，imx6u可以通过这些引脚告诉CPU更丰富的信息，从而更高效的实现启动。

EMMC启动都设置了哪些GPIO引脚：

 

二、imx6ul启动程序

用户的需求是，上电从flash启动，那么CPU通过上面的硬件配置获取了信息，那么如果启动执行程序？

imx6ul内部有一块boot ROM，这部分是CPU设计时实现的，上电后会首先运行。boot ROM会去读取上面设置好的硬件信息。

然后读取程序到内存中开始运行，因此boot ROM需要做：

• CPU初始化
• 时钟初始化
• 内存初始化
• 存储设备初始化
• 从flash加载程序并执行

1、boot ROM从flash加载程序的过程。

一般的，很多选手都学习过S3C2400 一款十分经典，适合初学的平台，目前虽已停产多年，但学习资料，很多。它的实现方式是，CPU固定的从flash上读取4K大小代码，然后运行，运行时通过此4K代码，完成代码重定向到内存，然后在内存中运行。

imx6ul是boot ROM完成从flash到内存中的操作，所以boot ROM很重要的就是要知道，从哪里拷贝程序，程序有多大，从哪里拷贝到哪里。而这些信息不再通过外部硬件来告知boot ROM，而是通过存储在flash起始的一片位置，boot ROM获取后，在完成后续操作。因此，烧写到flash上的映像文件，出了程序业务本身，还需要包含一些额外的信息会boot ROM，用于启动前期工作。

那么包含哪些信息呢？不同厂家不同，我们针对imx6ul为例。

 

以上表明了从那里找到有用数据。

typedef struct {
    ivt_header_t header;
    uint32_t entry;//程序链接地址
    uint32_t reserved1;
    uint32_t dcd_ptr;//内存中DCD数据地址
    uint32_t boot_data_ptr;//内存中boot data数据地址（整个image所在地址）
    uint32_t self;//内存中ivt地址
    uint32_t csf;
    uint32_t reserved2;
} flash_header_v2_t;

boot_data_ptr指明了boot date所在地址，里面是一个结构体如下：

typedef struct {
    uint32_t start;//整个映像文件在内存中的起始地址
    uint32_t size;//大小
    uint32_t plugin;
} boot_data_t;

boot_data_t指明了复制到哪里去，复制多大。