Board level的启动流程分析

现在很多博客文章都有写到关于从uboot到linux，或者是android的话就是再到android层面上的启动过程。但很少文章会讲述到关于board lever 层面上的启动过程。我这里说的board level 是关于板子上电启动，硬件相关的开机流程。

好，咋们开门见山，不兜圈子。直接说如正题。

本文分为几部分：上电-->电源管理-->cpu启动-->uboot-->跳转启动device。下面正式介绍。

第一部分：上电

首先是上电，我们知道一般CPU的供电电压是3.3V，而输入电压在不通应用场合有不用的输入值：5V，12V，19V，24V等等。所以板子上电，首先有一个减压的过程，这个过程是经过降压电路或者是转压芯片，把高电压转换为CPU使用的低电压。这里所谓的“低电压”的范围比较广泛，除了包括cpu的使用电压外，还包括一些板子上外设的电压。这些电源都是根据具体情况而定，这里不做详细介绍。

第二部分：电源管理

对于电源管理这一块，可能不是每个平台都会有这个功能，但以经验来看，有电源管理的电路，稳定性肯定会更好，因为上电时序可以得到保证，而且对电路电压的开启跟关闭也能更有保障。

对于电源管理部分的上电时序大概如下（不同电路可能有所差异）：

接受经过转压芯片转压后，电源IC启动起来，首先电源管理IC会给CPU上电，让CPU跑起来，在这过程中，cpu会初始化各种外设，反过来·通知电源管理IC去开启各种外设的电压。一般电源管理IC跟CPU之间的通讯是由i2c来完成。电源管理上电部分的过程基本如此，当然，电源管理部分包含的内容很多，还有：休眠唤醒，开关机等。有兴趣的话可以自行深入研究这一块的内容。这篇文字仅仅介绍到开机的流程部分。

第三部分：CPU启动：

首先提一个问题：CPU上电后，做的第一件事情是什么？

CPU上电第一件事并不是立即去flash 或者emmc的某一个地址去寻找程序，然后搬运到内存中运行。CPU上电的第一件事是跑自身里面的一段小程序，至于这一段小程序做了些什么内容，我们不得而知，这可能只有CPU厂家才能知道。不过接触过freescale 或者TI的CPU的人都知道，CPU连接着一个拨码开关，通过不同的拨号方式，CPU会从特定的位置：flash，emmc或者sata启动。

好，说到这里，就有所感觉了吧，最起码，我们知道对于freescale 或者TI的CPU而言，上电做的事情其中有一件就是：检测拨码开关电平，然后从相应的位置寻找代码。

说到这里，顺便提一下，每个厂家的CPU到device（flash，sd card，sata）寻找代码的地址可能有所区别，如以下一行烧录程序的脚本：

dd if=u-boot_crc.bin.crc of=${node} bs=512 seek=2

从这行脚本可以看出，这个CPU寻找程序的地方是位于（flash，sdcard，sata）的1K的地方处。仔细想想，这是有原因的，原因就是：对于任何一块存储器而言，开头的512K的地方是存放其私有数据和分区信息的地方，也就是我们常说的mbr。

第四部分Uboot：

当CPU从存储（flash，Sdcard，sata）找到程序后，首先是程序里面前4K的内容，也就是uboot里面的start.s ，负责初始化硬件，把整个uboot的代码load到ddr里面跑起来。这里面我们不分析这些代码的具体作用，我们分析的是uboot完成各系列的初始化工作之后，怎么跳转的。那么我们首先来看看以下一段代码：

/* load SD card */
	if(!mmc_boot(0, 0x26800000, 0x03, 0x4B0))//read 600KB
	{
		printf("booting from SD\n");
		*(int *)0x22200000 = 0x01;
		goto SECOND_LEVEL_BOOT;
	}
	/* load SATA  */
	if (!sata_boot(0, 0x26800000, 0x03, 0x4B0))
	{
		printf("booting from SATA\n");
		*(int *)0x22200000 = 0x02;
		goto SECOND_LEVEL_BOOT;
	}
	/* load iNAND */
	if(!mmc_boot(1, 0x26800000, 0x03, 0x4B0))//read 600KB
	{
		printf("booting from iNAND\n");
		*(int *)0x22200000 = 0x03;
		goto SECOND_LEVEL_BOOT;
	}
	/* load SPI */

相信以上一段代码很容易看得懂，先检查SD卡启动时候成功，如果是，则把0x01 装载到0x22200000这个地址里面，然后跳转到第二阶段的启动当中。如果SD卡不存在，则检测SATA。如果SATA不存在，最后检测iNAND。详细的情况，有兴趣的话可以去查看uboot里面相应的代码。

好，最后想说的是，如果知道这个启动流程，那么我们就可以做一些定制的启动服务，如指定在某一个存储器件的某一个地址需找code等等。