H9200M开发板实验文档
9200M开发板实验文档
U-boot基于H9200M开发板的移植： 我们的移植属于板级上的移植，也就是说我们所用的处理器已被uboot支持，要让处理器能运行uboot就属于板级移植。板级移植需要在 uboot源码/board/中建立一个相应目标板的目录，再在其中建立相应的flash.c、at91rm9200dk.c、at45.c和链接描述文 档u-boot.lds和Makefile、config.mk就可以了。板级移植还包括环境变量设置等内容。
具体步骤：
由于我们的开发板与uboot现已支持的AT91RM9200DK十分相似，因此上述的文件不需要全部自己重新编写，只要copy过来稍作修改便可正常运行，所以：
1、 在board目录中建立H9200M目录 ；
2、 把board/at91rm9200dk/* copy到我们刚才所建的目录中；
3、 由于H9200M的NORFLASH与AT91RM9200DK板的有所不同，我们的是富士通公司产的FLASH芯片，4MB容量，因此需要修改H9200M中的flash.c文件，实际就是修改FLASH的驱动。
A、 在原有的数据结构数组下添加下面一块富士通FLASH的数据结构
查29LV320BE的手册得知，该芯片有8个8KB和63个64KB段
OrgDef OrgMBM29LV320BE[] =
{
{ 8, 8*1024 }, /* 8 * 8 kBytes sectors */
{ 63, 64*1024 }, /* 63 * 64 kBytes sectors */
};
B、添加一宏定义
# define FLASH_READ_RESET 0xF0 //定义RESET命令的宏
C、在flash_identification FLASH芯片识别函数中
29LV320BE手册建议进入AUTOSELECT模式时，最后先RESET芯片，确保芯片在读模式
1）、添加
/* Read Reset */
MEM_FLASH_ADDR1 = FLASH_CODE1;
MEM_FLASH_ADDR2 = FLASH_CODE2;
MEM_FLASH_ADDR1 = FLASH_READ_RESET;
由于芯片的操作是实际使用的芯片密切相关的，所以要配置相应芯片的信息
2）、把供应商改为富士通
/* Vendor type */
info->flash_id = FUJ_MANUFACT & FLASH_VENDMASK;
printf ("FUJITSU and AMD: ");
3）、由于我们已清楚H9200M所使用的FLASH型号，因此可把原来flash.c中自动判断是什么型号的芯片那段程序去掉，直接改为
/* AMD Flash */
info->flash_id |= AMD_ID_LV320B & FLASH_TYPEMASK; // flash_id = 0x000422F9
printf ("MBM29LV320B (32Mit, bottom boot sect)/n");
D、在flash_print_info FLASH芯片信息显示函数中
1）、把信息改为富士通
case (FUJ_MANUFACT & FLASH_VENDMASK):
printf ("FUJITSU and AMD: ");
break;
2）、同样我们不需判断芯片型号因此把判断的语句去掉，改为
switch (info->flash_id & FLASH_TYPEMASK) {
case (AMD_ID_LV320B & FLASH_TYPEMASK):
printf ("MBM29LV320BE (32Mit, bottom boot sect)/n");
break;
default:
printf ("Unknown Chip Type/n");
return;
}
E、在flash_erase FLASH擦除函数中
1）、把生产商改为富士通，要不然无法对芯片进行擦除
if ((info->flash_id & FLASH_VENDMASK) != (FUJ_MANUFACT & FLASH_VENDMASK)) {
return ERR_UNKNOWN_FLASH_VENDOR;
}
4、在uboot根目录下的Makefile中，在at91rm9200dk_config一行下添加上
h9200m_config : unconfig
@$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t h9200m NULL at91rm9200
其中
arm: CPU的架构(ARCH)
arm920t: CPU的类型(CPU)，其对应于cpu/arm920t子目录。
h9200m: 开发板的型号(BOARD)，对应于board/h9200m目录。
NULL: 开发者/或经销商(vender)。
at91rm9200: 片上系统(SOC)，对应于cpu/arm920t/at91rm9200子目录。
5、把board/h9200m/at91rm9200dk.c中
/* arch number of AT91RM9200DK-Board */
gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_AT91RM9200;
改为gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_AT91RM9200DK; 目的是与linux内核中对应的
目标板的硬件编号相对应
6、最后
把include/configs/at91rm9200dk.h copy一份并改名为h9200m.h修改其中的内容：
# define PLLAR_VAL 0x20263E04 改为 0x2026BE04 我们
设置cpu的工作频率为180MHz
# define SDRAM1 0x20000080 改为 0x20000020 我们
不需要sdram的burst读模式
# else
# define CFG_ENV_ADDR (PHYS_FLASH_1 + 0xe000) 把ENV定义
在FLASHROM最高端 (PHYS_FLASH_1 + 0x3F0000)
# define CFG_ENV_SIZE 0x2000 /*0x8000
*/ 把0x2000改为0x10000由于FLASH高端是每64K为一个sector
# define PHYS_FLASH_SIZE 0x200000 /* 2 megs main flash
*/ 修改flash rom的大小为0x400000 /*
4 megs main flash */ 我们板上的FLASH容量是4MB
在# define CONFIG_BAUDRATE 115200下面添加以下的一些环境变量
# define CONFIG_ETHADDR 00:11:43:43:93:5F
# define CONFIG_IPADDR 192.168.0.139
# define CONFIG_SERVERIP 192.168.0.123
# define CONFIG_BOOTARGS "root=/dev/ram rw
initrd=0x21400000,6000000 ramdisk_size=15360 console=ttyS0,115200 mem=32M"
# define CONFIG_BOOTCOMMAND "run ramdisk;run image;run boot"
# define CONFIG_EXTRA_ENV_SETTINGS /
"image=cp.b 10020000 21000000 13ffff/0" /
"ramdisk=cp.b 10160000 21400000 28ffff/0" /
"boot=bootm/0" /
""
好了，到此为止，我们的uboot就配好了，为了编译出ARM可以识别的指令，我们需要搭建一个交叉编译环境，所谓交叉编译，就是说在一台机器上运 行编译器，但该编译器生产的代码是运行在另外一种架构的机器上的，具体来说就是我们以X86的pc机作为开发主机，用搭建好的交叉编译环境，编译出ARM 可以识别的指令的程序（pc机X86架构，我们的H9200开发板是ARM架构）。由于我们不仅仅只是编译uboot和linux内核，还要编译其他一些 应用软件，而那些应用软件需要其他一些常用的库文件支持，如：libssl库，编译与ssl有关的应用软件时便需要这库文件支持，所以为了后期开发工作的 方便，我们用uboot官方提供的专为ARM架构所用的开发工具包，Embedded Linux Development Kit ，当然我们也可以自己编译一个交叉编译平台，具体请参考 XXXXXXXX文档。下载完开发工具包后，执行./install [-d <dir>] [<cpu_family1>]，其中[-d <dir>]为指定要安装的目录， [<cpu_family1>]为所要安装的CPU架构，我们应该选择ARM，输入命令./install [-d <dir>] arm 平台搭建好后，我们还要修改一下linux的环境变量，好让编译时能找到交叉编译时用到的工具，输入export PATH=$PATH: [-d <dir>](开发工具包的安装路径)/usr/bin命令。进入uboot的源码目录，由于uboot在编译时，默认是选择源码目录为代码 输出目录的，因此可定义一个环境变量BUILD_DIR，让它指向想要的uboot代码输出目录，我们假设要输出到/opt/uboot， 因此执行命令，mkdir –p /opt/uboot && export BUILD_DIR=/opt/uboot ，然后便可以开始编译了，首先make distclean ，然后 make h9200m_config ，最后make all 等编译完毕后，在 /opt/uboot目录下便有u-boot.bin、u-boot、u-boot.srec文件，其中u-boot.bin是要烧写进板内 NORFLASH的二进制文件。
把uboot.bin烧写进板内的NORFLASH，让目标板能运行uboot 1、配置终端，好让我们能看到目标板的输出和控制目标板。 输入minicom -s 将光标移到Serial port setup并且回车 在Serial port setup 选项中输入每个选项所列的首字母进行相应选项的修改 Serial Device 设置为/dev/ttyS0 Bps/Par/Bits 设置为115200 8N1 Hardware Flow Control 设置为 No Software Flow Control 设置为 No 最后按ESC返回主菜单 选择Save setup as dfl 保存为默认设置。
2、启动片内ROM的程序，下载Uboot到SDRAM运行 把程序烧写进NORFLASH，有几种方法，用专用的烧写器，但不现实；用JTAG调试器，成本太高；用一个运行在目标板上的烧写程序，这是一个好方法， 但我们该到哪去找这个烧写程序呢？uboot里就有，用我们已编译好的uboot.bin行吗？可以！但是有个前提条件，就是在配置 include/configs/h9200m.h时要定义多一个宏定义： # define CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT 1，目的是跳过uboot运行时，对cpu底层的初始化工作，但这样一来问题又出现了，为了要让目标板正常运行起来，一定要进行cpu底层的初始化工作， 我们能定义的那个，跳过对cpu底层的初始化工作的宏，是因为Atmel公司的AT91RM9200的特殊性，该芯片内就集成了Atmel为 at91rm9200的初始化程序，因此可以跳过uboot的对cpu底层的初始化程序，但在我们的H9200M开发板上，Atmel公司的初始化程序最 终目的只是用于使用Xmodem协议下载程序进cpu片内RAM，而片内RAM只有区区的16K，根本容纳不下我们的uboot.bin，怎么办？可以用 厂家提供的loader.bin来把我们的uboot.bin加载到SDRAM中运行，但即使我们的uboot.bin能正常运行也不能烧写进 NORFLASH，因为没有了对cpu底层的初始化工作啊！除非我们做了两个uboot.bin，一个含有底层初始化程序，一个没有，用没有底层初始化程 序的那个，烧写有底层初始化程序的那个，这是调试uboot的好方法，在SDRAM频繁的读写不会有什么损失，但FLASH却不同了，FLASH有擦写寿 命限制，擦多了，FLASH便报废了。（以上描述可能有点绕，慢慢理顺一下吧 ^_^）
但在此我们使用让厂家提供的uboot（偷一懒，毕竟少编译了一个uboot，呵呵！）。在配置好终端后，将H9200M的跳线J100 的2－3短接（选择片内ROM启动），然后复位系统，打开minicom终端，在终端会出现“CCCCCCCC…..”，此时AT91RM9200片内 ROM的程序已开始运行，等待你的下一步操作，按ALT+a，s键，使用Xmodem协议，发送loader.bin文件，然后终端会出现下载Uboot 的提示，下载完毕后会继续出现“CCCCCCCCC………” ，继续使用Xmodem协议，发送uboot.bin文件，此时uboot.bin被发送到系统的SDRAM中，发送完毕后uboot开始运行，显示 >U-Boot的提示符。
3、擦除Flash 在对Flash进行烧写之前，需要将其擦除： Uboot>protect off all ；去掉Flash的扇区写保护 Uboot>erase all ；擦除Flash的所有扇区
4、 烧写uboot.bin到Flash 在Uboot提示符下键入命令： Uboot>tftp 20000000 ；将文件发送到系统的SDRAM中 发送完毕后，会看到实际上传的字节数，记住十六进制表示的那个，键入以下命令： Uboot>cp.b 20000000 10000000 xxxx ；将发送到SDRAM中的数据写入Flash xxxx为刚才的字节数
OK，我们的uboot已经烧写进NORFLASH了，把板的电源拔掉，把跳线J100的1－2短接（选择片外储存器启动），我们的uboot应该可以正常启动了。
接下来便是在开发主机上（PC机）完成内核的编译： 首先当然是下载内核啦，把内核的tar包解压后，打上相应的补丁，然后执行 make at91rm9200dk_defconfig make menuconfig进行内核配置，内核的配置应按照实际的需要进行选择，其中为了调试的方便我们让内核支持NFS文件系统、NFSROOT和BOOTP或DHCP。 配置完后，保存退出，执行make，等内核编译成功后，把内核源码下的vmlinuz文件copy到uboot输出的目录，即$BUILD_DIR处，然后执行 arm-linux-objcopy -O binary vmlinuz linux.bin 把vmlinuz由ELF格式，转换为二进制格式的linux.bin gzip -9 linux.bin 压缩linux内核节省空间，生成linux.bin.gz文件 ./tools/mkimage -A arm -O linux -T kernel -C gzip -a 20008000 -e 20008000 / -n 'Linux-Kernel' -d linux.bin.gz uImage 执行mkimage命令生成uboot能自动加载的镜像文件uImage 我们的linux内核便完成了，把uImage copy到tftpboot目录下(tftpboot是TFTP服务的根目录)
接下来便是制作根文件系统： 由于我们先前安装的Embedded Linux Development Kit 工具包内已集成了一个专为ARM用的根文件系统，所以只需稍作修改即可 1、 打开PC机上的TFTP服务，TFTP服务由xinetd服务控制；
2、 打开PC机上的DHCP服务，其中
option root-path "/xxx/xxx"; <--此处为NFS的输出目录
: filename "/tftpboot/uImage";
打开此服务时得小心，确保在与THIZ内网断开得情况下进行，要不然MIS部找你算帐，可不关我的事啊^_^！！！！
3、 打开PC机上的NFS服务把开发工具目录下的arm目录作为NFS的输出目录；
4、 把PC机上/dev下的设备文件copy到开发工具目录下的arm目录中的dev目录里
cp –aP /dev /* xxx/arm/dev/
5、在xxx/arm/etc目录中执行
touch mtab
把inittab中的默认运行级别改为1，由于板上的资源少，所以什么服务都不要开
cat fstab << EOF
none /proc proc defaults 0 0
none /proc/bus/usb usbfs defaults 0 0
EOF
好了，至此根文件系统也完成了，那就联合调试吧
打开minicom，把H9200M板上跳线J100的1－2短接后，插上电源，看到uboot倒数时按任意键进入命令交换模式，首先得修改某些环境变量 printenv会看到uboot的默认环境变量，大部分都很熟悉，都是我们在include/configs/h9200m.h中定义的 setenv bootargs root=/dev/nfs ip=192.168.0.139 console=/dev/ttyS0,115200 mem=32M rw setenv bootcmd bootp 21000000/;run boot saveenv
RESET目标板，会看到uboot倒数完后便开始从PC机上下载uImage，然后解压linux内核，最后linux内核就运行起来 了，内核运行到挂载根文件系统时，便会发现要挂载的是NFS根文件系统（通过uboot的bootargs变量中的root=/dev/nfs告诉内核 的），于是发出广播，DHCP响应后便传给内核有关的信息，于是内核便知道NFS根文件系统在哪，从而挂载它，一切正常后，我们熟悉的linux命令行就 出现了，OK，大功告成，我们基于H9200M板的Linux操作系统的移植便完毕了。
Linux操作系统是运行起来了，但它什么也没干，岂不太便宜它了，不行，得找些活让它干，做什么好呢？就要它编译一些它自己要运行的应 用软件吧！编译一个Bittorrent的服务端和客户端，Bittorrent服务端需要Python来解析，所以得先编译Python，解压 Python后，执行 ./configure --prefix=/usr –share-library && make && make install经过漫长的等待后，Python便编译且安装完成，执行bittorrent的服务，可以上传文件，BT服务器一切正常；再编译 ctorrent客户端，执行./configure && make ，执行ctorrent文件，能正常下载文件，BT客户端也一切正常。
所有实验都完成了，我们还可以做一个小型的根文件系统，并进一步裁减linux内核，最后把内核和根文件系统都烧写进FLASH，做到这 一步时，你会发现等待uboot烧写大（说大其实也不大，就两三兆的东西）文件是一件多么痛苦的事情啊！！（深刻体会啊！！），你若是一个完美的追求者， 可尝试修改uboot源码下board/h9200m/flash.c的 int write_buff (flash_info_t * info, uchar * src, ulong addr, ulong cnt)多字烧写函数，原来的函数是不断地调用write_word (info, wp, data)单字写函数，直到全部烧写完毕为止，但是通过查阅29LV320BE芯片手册，该芯片有快速写功能（Fast Program），快速写模式流程如下：
修改的程序如下：
int write_buff (flash_info_t * info, uchar * src, ulong addr, ulong cnt)
{
ulong wp, data, result;
int rc;
int cflag, iflag;
int chip1;
/* 检查需要写的目标地址是否字对齐，即地址的bit0必须为0*/
if (addr & 1) {
printf ("unaligned destination not supported/n");
return ERR_ALIGN;
};
/* 同理，检查源地址是否字对齐 */
if ((int) src & 1) {
printf ("unaligned source not supported/n");
return ERR_ALIGN;
};
/*Check if Flash is (sufficiently) erased*/
result = *(volatile u16 *)addr; // return 0xFFFF
data = *(volatile u16 *)src;
if ((result & data) != data)
return ERR_NOT_ERASED;
wp = addr; // destination address
rc = ERR_OK; // initial rc = ERR_OK
if (cnt == 1)
goto
OneByte;
/*
* Disable interrupts which might cause a timeout
* here. Remember that our exception vectors are
* at address 0 in the flash, and we don't want a
* (ticker) exception to happen while the flash
* chip is in programming mode.
*/
cflag = icache_status();
icache_disable();
iflag = disable_interrupts();
/* Set to Fast Mode */
MEM_FLASH_ADDR1 = 0xAA;
MEM_FLASH_ADDR2 = 0x55;
MEM_FLASH_ADDR1 = 0x20;
/* Fast Program Mode */
while (cnt >= 2)
{
data = *((volatile u16 *) src); // get data from source
MEM_FLASH_ADDR1 = 0xA0; // command
*(volatile u16 *)wp = (volatile u16)data; // program
/* arm simple, non interrupt dependent timer */
reset_timer_masked ();
/*wait until flash is ready */
chip1 = 0;
do {
result = *(volatile u16 *)wp;
/* check timeout */
if (get_timer_masked () > CFG_FLASH_ERASE_TOUT) {
chip1 = ERR | TMO;
goto
Quit;
}
if (!chip1 && ((result & 0x80) == (data & 0x80))) // if word finished quit while
chip1 = READY;
} while (!chip1);
/* verify data */
if (*(volatile u16 *)wp != data)
{
chip1 = ERR;
goto
Quit;
}
/* adjust src dst cnt */
src += 2;
wp += 2;
cnt -= 2;
}
Quit:
MEM_FLASH_ADDR1 = 0x90; // reset fast mode
MEM_FLASH_ADDR1 = 0xF0;
if (chip1 == ERR)
rc = ERR_PROG_ERROR;
if (iflag)
enable_interrupts ();
if (cflag)
icache_enable ();
OneByte:
if (cnt == 0) // return if all finished return rc;
else
{
data = (*((volatile u8 *) src)) | (*((volatile u8 *) (wp + 1)) << 8);
if ((rc = write_word (info, wp, data)) != 0) {
return (rc);
}
src += 1;
wp += 1;
cnt -= 1;
}
return rc;
}
试验一下，烧写速度确实快了很多。