飞凌开发板：S3C6410 之裸机程序烧写

学习ARM时，看到三星ARM11 的官方手册上写道：S3C6410具备一个内部SRAM的缓冲器，叫做“STEPPINGSTONE”，支持NAND FLASH的系统引导。当系统启动时，NAND FLASH存储器的前4KB将自动被载入到“SETPPINGSTONE”中，然后系统自动执行这些载入的引导代码。（默认的话该存储区应该被映射到地址空间0处）。

于是一直就想写个裸机程序，长度不超过4KB，存放在NAND FLASH的最开始，这样每次系统上电从NAND FLASH启动时，都会把这段代码拷贝到被映射到地址0x0 处的“STEPPINGSTONE”处。这个应该是bootloader 的雏形吧，一上电就执行的程序。可是在裸机环境下一直找不到烧写NAND FLASH的方法。买了个JLink，貌似在Windows 下据说不能烧写NAND FLASH，尚未验证。网上大部分方法都是针对Uboot 烧写内存，通过USB或者串口，网络。没有看到写道NAND FLASH的方法。没办法，只能凑活着写道内存中，先看看自己的程序是不是写对了。突然有一天，翻翻韦东山老师的书：《嵌入式Linux应用开发完全手册》上一张，降到Uboot中怎么从内存烧写东西到NAND FLASH中去。突然灵机一动，可以将程序先烧到内存中，在从内存中烧到NAND FLASH中去。最后，NAND FLASH中的Bootloader (Uboot)会被覆盖掉，上电就会自动运行自己的裸机程序，而非Bootloader。

想法有了，就去实现下：为此写了个小程序，来验证下。改程序的思路是：四个按键对应四个LED，按键按下，LED亮；松开LED灭。

三个程序如下：

 1 #define KEYCON  (*(volatile unsigned long *)0x7F008830)
 2 #define KEYDAT  (*(volatile unsigned long *)0x7F008834)
 3 
 4 /* 设置Key0 - Key4 为输入状态*/
 5 void KeyConfigure()
 6 {
 7         KEYCON = 0x0;
 8 }
 9 
10 /*只是最简单的查询按键状态，没有消抖功能，毕竟只是验证用*/
11 int KeyStatus()
12 {
13         return KEYDAT;
14 }
key.c
extern int KeyStatus();
extern void KeyConfigure();

#define LEDCON  (*(unsigned long int *)0x7F008820)
#define LEDDAT  (*(unsigned long int *)0x7F008824)

int main(void)
{
        LEDCON = 0x1111; //GPM低四位全部输出
        KeyConfigure();

        while (1)
        {
                LEDDAT = KeyStatus() & 0xf; //
        }
}
led.c
 1 .global _start
 2 
 3 _start:
 4 
 5         /*设置协处理器*/
 6         ldr r0, =0x70000000
 7         orr r0, r0, #0x13
 8         mcr p15, 0, r0, c15, c2, 4
 9 
10         /* 关闭看门狗定时器 */
11         ldr             r0, =0x7E004000
12         ldr             r1, =0x0
13         str             r1, [r0]
14 
15         ldr             sp, = 8*1024
16         bl main
17 
18 halt:
19         b halt
start.s
 1 CC = arm-linux-gcc
 2 LD = arm-linux-ld
 3 OBJDUMP = arm-linux-objdump
 4 OBJCOPY = arm-linux-objcopy
 5 
 6 OBJ     = start.o key.o led.o
 7 
 8 led.bin : led.elf
 9         $(OBJCOPY) -O binary led.elf led.bin
10         $(OBJDUMP) -d led.elf > led.dis
11         cp led.bin ~/nfs_root/ 
12 ##### cp 命令的意思是我把 NFS 文件系统放在了家目录下的nfs_root 里面
13 
14 led.elf : $(OBJ)
15         $(LD) -o led.elf -Ttext 0x0 $(OBJ)
16 
17 led.o : led.c
18         $(CC) -fno-stack-protector -c -o $@ $<
19 
20 key.o : key.c
21         $(CC) -fno-stack-protector -c -o $@ $<
22 
23 start.o : start.s
24         $(CC) -fno-stack-protector -c -o $@ $<
25 
26 
27 clean :
28         rm $(OBJ) led.elf led.bin led.dis
Makefile

根据上述四个文件，make 即可生成索要烧写的纯二进制文件 led.bin

啰嗦下，之所以使用NFS文件系统通过Uboot和网络烧写二进制文件到内存，而非通过传统的USB烧写，是应为我xxx在64bit的win7 中装不上DNW的USB驱动，穿不了文件。不要问我为什么不用兼容性更好的XP。我是4G的内存，XP只能3G左右的内存，32bit的Win7估计也就3.5G的内存，老子总不能让浪费4G的内存不用吧？再说了，微软不是要放弃XP吗？懒得折腾换到XP了，所以只好用网络烧写了（PS：懒得吐槽windows了）。

至于怎么在Linux主机上开启NFS系统，详见上述韦东山老师的书。（PS：大家不要被我的开发环境给搞晕了，一会Win7一会儿linux的。我主要是在ubuntu上用ARM-linux* 那一套开发的，用的Ubuntu开发环境是在Win7上 用ssh  远程登录操控的，这样一个Ubuntu 主机可以多用户操作，是在是很方便。只是用了下Win7的串口跟开发板相连，应为Ubuntu主机离我很远。所以只能通过交换机 + Ubuntu 主机 + Win7 主机 + 开发板架构了。之所以不用虚拟机，感觉速度太慢，受不了。）

闲话少说：开发板烧写过Uboot 后，上电停留在Uboot状态，退出到命令行输入方式，设置Uboot的网络参数，来和Ubuntu主机通过NFS文件系统烧写程序。

 1 printenv : 
 2    bootdelay=1
 3    baudrate=115200
 4    ethaddr=00:40:5c:26:0a:5b
 5    ipaddr=192.168.2.111
 6   serverip=192.168.2.100
 7   gatewayip=192.168.2.1
 8   netmask=255.255.255.0
 9   stdin=serial
10   stdout=serial
11   stderr=serial
12 
13 上述打印的网络参数中，只有 ipaddr , serverip, gatewayip, netmask 需要设置。我的Ubuntu 主机IP地址为 10.11.52.249， 子网掩码为 255。255.0.0，网关为10.11.52.1
14 所以可以设置开发板的IP地址为 10.11.52.248， 子网掩码和网关筒主机即可。
15 用 setenv name value 命令即可
16 setenv ipaddr 10.11.52.248
17 setenv serverip 10.11.52.249
18 setenv gateway 10.11.52.1
19 setenv netmask 255.255.0.0
20 然后保存：saveenv 即可
Uboot设置网络参数

然后即可将上面生成的led.bin 烧写到内存中去。

nfs 0x50000000 10.11.52.249:/home/cat/nfs_root/led.bin
@用法解析
nfs 内存地址 nfs网络文件地址
通过NFS文件系统烧写二进制文件到ARM内存中

烧写完后，即可通过uboot 的nand 命令将0x50000000的内存内容烧写到Nand FLASH中去

 1 @ 擦除NANDFLASH
 2 nand erase   0x0      0x200000
 3 命令   擦除   nand偏移   擦除长度
 4 
 5 @ 写NANDFLASH 
 6 nand write     0x50000000 0x0            0x20000000
 7 命令   写          内存地址     nand 偏移       写长度
 8 
 9 @ 读NANDFLASH 到终端，可以跟反汇编文件对比是否正确
10 nand   dump        0x0
11 命令       读       从该offset的一个扇区的内容

然后上电，设置开发板从Nand FLASH启动，即可看到上电不会执行Uboot（被裸机程序覆盖掉了），而是直接执行裸机程序了。

注：

　　

 1 （1）start.s 中设置协处理器的原因是ARM11的采用的架构是arm1136jzf-s把memory和Peripheral接口分开了，你需要在初始化时告诉cpu，
    哪些地址范围是属于Peripheral的，否则它就当memory访问，当然就访问不到属于Peripheral 区间的IO口寄存器。
    可以通过ARM11的协处理器cp15来告诉CPU外设寄存器的地址，在ARM11芯片架构手册上可以看到怎样实现该操作：
 2 
 3   CRn Op1 CRm Op2
 4 
 5    c15    0    c2     0 Data Memory Remap R/W 0x01C97CC8 page 3-162
 6                         1 Instruction Memory Remap R/W 0x01C97CC8 page 3-162
 7                         2 DMA Memory Remap R/W 0x01C97CC8 page 3-162
 8                         4 Peripheral Port Memory Remap R/W 0x00000000 page 3-162
 9 
10       如果不设置的话，在Uboot下烧写到内存中运行没问题，因为Uboot已经替你设置好了，但是烧写到NAND FLASH中去的话会出现问题，因为没有Uboot替你设置这些东西。
11 （2）  烧写NAND FLASH时一定要先擦除再烧写，因为nand由于结构的特殊性，只能先充电，再放电，不能直接对每一位置高置低。
      因此规定，进行nand写入操作前，必须对nand进行擦除操作。擦除就是充电，对每一位置高，写入0xFF，而写入动作就是对特定位进行放电的操作了，这样才能得到正确的数据。

 

posted on 2013-06-12 21:46  沉沉-_-  阅读(5465)  评论(0)  编辑  收藏  举报

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