wince+s3c6410 SD卡启动

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1.  基于IROM SD/MMC启动方式的原理

我们知道S3C6410支持IROM启动(internal ROM Booting)，IROM启动是指从OneNAND、SD/MMC卡和NAND Flash存储设备启动的方式，见下图：

图1 IROM启动流程

上图是系统基于IROM方式启动的工作流程图，下面简要描述此流程主要的工作：

1)  处理器上电后，当OM[4:1]=1111时，执行IROM中的启动代码(boot codes)，这个启动代码称为BL0，它具体会做一些初始化的工作。

2)  根据GPN[15:13]管脚的设置来选择启动的设备，根据图2，如果是要从SD/MMC的通道0中的SD卡启动，那么GPN[15:13]=000，这样BL0就会通过SD控制器从SD卡中读出BL1中的前4KB的程序到Stepping Stone中，然后再Stepping Stone中执行BL1的代码。

3)  BL1可以初始化系统时钟，UART，SDRAM等设备，然后拷贝Bootloader2(BL2)到SDRAM的地址内存处。

4)  然后跳转到SDRAM中的BL2继续运行，BL2支持更强大的功能，并且进一步初始化硬件和把WINCE内核镜像拷贝到SDRAM的(0x80100000)地址内存处。

5)  最后再SDRAM种开始执行NK。

图2  S3C6410支持的启动方式

 

这里有个不太确定的问题， IROM_ApplicationNote文档中提到说IROM boot code(BL0)可以装载4KB的bootloader code到stepping stone（8KB）中，但是实际是BL0可以装载8KB的stepldr_IROM_SD.nb0到stepping stone，不知道大家如何理解这个矛盾，还望知道的朋友告知。

 

2.  基于SD卡启动的实现概述

S3C6410支持从SD卡启动，可通过IROM_Fusing_Tool.exe应用软件将IROM_SD_EBOOT.nb0烧录到SD卡中，然后从SD卡启动的时候，通过启动的IROM_SD_EBOOT.nb0来烧录新的stepldr、eboot和OS到NANDFLASH中，这样后面就可以从NANDFLASH启动了。

 

通过IROM Fusing tool烧录IROM_SD_EBOOT.nb0文件到SD card后，在SD卡中是看不到文件的，因为它不是通过FAT写文件的方式，而是直接写入SD card扇区，这样S3C6410从SD card启动时，直接通过SDIO控制器读扇区，其中IROM_SD_EBOOT.nb0由stepldr_IROM_SD.nb0(相当于BL2)和eboot_sdfuser.nb0(相当于BL1)组成，BL1和BL2的意思是引导加载的第一阶段和第二阶段，下图是SD/MMC设备引导块的分配。

  

图3 SD/MMC设备启动块分配图

由上图可知SD卡的最后一个块(block，这里也就是sector，每个sector为512Bytes)因为预留下来，所以我们不能使用，倒数第二个block指定用于SD卡的标签(signature)，从[LAST-18]到[LAST-3]这16块用于保存BL1，根据上图并结合BL2的大小可以判断BL2在SD卡中的位置。

 

3.  烧到IROM_SD_EBOOT.nb0烧录到SD卡

根据上面的描述，我们知道要把IROM_SD_EBOOT.nb0烧录到SD卡中的具体位置，下面先来看IROM Fusing tool.exe的应用界面

  

图4  IROM_Fusing_tool.exe的界面

在上图选择START的时候，我们来看IROM_Fusing_tool.exe源代码的主要实现部分，下面看第一部分：

  

图5  IROM_Fusing_tool.exe写动作主要实现部分

为什么从第0x52到0x56这5字节的内容是文件系统的标识符呢？我们通过winhex工具来查看SD卡的启动区的内容，这些内容是对SD卡进行格式化的时候写进SD卡中的，如下：

  

图6  winhex打开1GB的SD卡

下面继续来看第二部分：

  

图7  IROM_Fusing_tool.exe写动作主要实现部分

SDHC设备引导块的分配如下：

  

图8  SDHC设备引导块的分配

 

4.  启动时从SD卡中读取IROM_SD_EBOOT.nb0并

S3C6410启动后，基于IROM+SD的启动方式，CPU先执行BL0的启动代码，其中BL0在启动过程中会通过SD卡控制器把BL1(也就是stepldr_IROM_SD.nb0，大小为8KB)的内容拷贝到stepping stone中)，然后在stepping stone中执行BL1的代码，BL1在执行过程中会调用main函数，如下：

  

图9 BL1的main函数

到此BL2的内容已经复制到SDRAM指定的内存地址处，并且开始执行了，然后可以通过IROM_SD_EBOOT.nb0的下载功能手动或者自动下载block0、eboot.bin或是NK.bin到NANDFLASH中了。

 

4.1 保存SD/MMC卡信息的全局变量

在使用SD/MMC卡作为启动设备的时候，SD/MMC卡的信息必须要保存在指定的区域，见下图：

  

图10 保存SD/MMC卡的信息的地址及用途定义

 

4.2 设备复制函数(Device Copy Function)

S3C6410内部包含了引导设备的块赋值函数的ROM代码，所以开发者不需要实现设备复制函数，这些内部的函数可以复制任何设备的数据到SDRAM中，使用者在内部的ROM代码执行之后可以使用这些函数，因为这些函数是在BL0阶段初始化的。下面是这些设备复制函数的描述表

图11 设备赋值函数说明

 

4.3 IROM_SD_EBOOT.nb0文件的组成及大小

下图是IROM_SD_EBOOT.nb0文件的组成文件及各个文件的大小，有助于大家的理解

  

图12 IROM_SD_EBOOT.nb0文件组成