正点原子STM32MP157学习——1.开发环境及基本知识

一、开发环境搭建

        官方推荐使用VMWare15+Ubuntu18.04，之前自己做一些开发使用的VMWare+Ubuntu20.04，懒得重新安装，后续踩坑再填。

        在Windows下需要安装STM32CubeMX、STM32CubeIDE（这两个用来配置和编写MCU代码）和STM32Programmer（烧录工具）。这三个软件需要java环境，所以还需要安装java。在此不做叙述。

二、U-Boot启动原理

        U-Boot类似于电脑的BIOS，入口是上电自动启动，唯一出口是加载系统镜像，在U-Boot内还可以进行一些内核的启动配置，如启动介质参数，网络配置参数等。

        通常在内核中会固化一块片内ROM和一个SYSRAM，启动时，片内ROM的BL1（BootLoader1，第一阶段启动文件）部分先加载到核内RAM中（也有设计将此部分烧写在U-Boot的头部位置），然后判断自己在主存中还是启动设备(静态内存)Booting Device中，如果是后者，就将整个U-Boot搬运到SDRAM中，之后跳转到BL2中，加载驱动、命令行等。最后，将整个OS加载到SDRAM中，再跳转到OS部分执行。

         在STM32MP157中，除了linux开发常见的三大板块：U-Boot、Kernel & DTB、Rootfs以外，还有一个涉及到系统安全的TF-A部分，正点原子教程中对此部分仅涉及到了移植教程，对内部的实现方式无额外解读。此部分先略过。

三、涉及STM32MP157启动的一些概念

【1】FSBL：

        全称为 First stage boot loader，也就是第一阶段启动文件。一般是 TF-A 镜像，可以换成自己编写的程序，SYSRAM的地址空间;0X2FFC0000~0X2FFFFFFF，FSBL起始地址：0X2FFC2400，但是前端会带有256KB的头部信息，所以替换成自己的程序时，起始地址为：0X2FFC2500，整个FSBL大小不能超过247KB。

【2】SSBL：第二阶段启动文件，一般是U-Boot，有的系统还会需要设备树(.dtb)文件，此部分在片外的DDR中运行，所以不需要担心空间问题。

【3】默认外部晶振：

        24MHz，在自己设计板子时用到，尽量不要更改。（ROM代码自动检测，可以为8,10,12,14,16,20,24,25,26,28,32,36,40,48，默认为24）

【4】串口启动：

        使用UART烧写系统，只能使用串口2,3,4,5,6,7,8这几个串口，自己画板子的时候最好按照这样设计，并使用推荐引脚。

【5】Flash设备启动要求：

        EMMC:

        boot1、 boot2、 RPMB 这三个分区代销是固定的，用户不能修改， boot1、 boot2 分区存在的意义就是用于引导系统。

        ST 会使用 EMMC 的 boot1 和 boot2 这两个分区作为 FSBL，但是同一时间只有一个有效，
ROM 代码会加载有效的哪个 FSBL。ROM 代码使用单 bit 模式来操作 EMMC， 默认情况下 ROM
代码使用连接到 SDMMC2 上的 EMMC

        SD卡：

        SD 卡也包含两个 FSBL，但是 SD 卡没有 boot1 和 boot2 这样的物理分区。 ROM 代码默认
尝试加载第一个 FSBL，如果第一个 FSBL 加载失败，那么 ROM 代码就会加载第二个 FSBL。第一个 FSBL 的起始地址为0X4400，第二个 FSBL 的起始地址为 0X44400

【6】TF-A头部信息：

        TF-A 编译生成二进制 bin 文件，需要在前面添加一段头部信息，这段头部信息也包含了鉴权内容。这段信息在编译 ST 官方提供的 TF-A 或者 Uboot 的时候会自动添加，编写 A7 裸机的时候需要自己使用 stm32image 工具在 bin 文件前面添加头部信息。STM32image工具为linux下运行，在使用前需要编译，然后对指定文件添加。

【7】整体的系统启动流程：