rk3506 nand开发kernel和root的高效方法

1.现有流程存在主要问题

1.1 标准开发流程回顾

     RK3506 NAND开发板的常规调试链路：代码修改 → 打包固件(update.img) → 进入Loader/Maskrom模式 → 使用烧录工具(如RKDevTool) → 等待烧写完成 → 重启验证。

    启动源头：BootROM强制从NAND加载ID Block，U-Boot主体运行在NAND中。rk3506的设置造成优先在有idblock的介质上启动，这个是硬件决定的，无法修改

1.2 带来的问题

  开发时间问题：每次修改一行代码或一个配置，都要走全流程烧录，烧写速度慢（尤其大固件），对于普通的应用开发还可以通过直接拷贝程序到nand里的方法，还可以接受。如果需要频繁调整boot和rootfs的就很麻烦了

  硬件寿命焦虑：NAND Flash擦写次数有限（通常10万次级别），高频调试下虽不至于立即损坏，但心里始终悬着一把“耐久度”的剑。

  操作繁琐问题：频繁切换开发板的USB烧录模式、按键组合（如短接RECOVERY），甚至需要反复插拔SD卡（如果用于烧录辅助），物理操作极易疲劳。另外linux下没有sd卡烧写程序，如果在linux下开发需要切换到windows下制作sd卡

 故障恢复问题：如果烧录过程中断或固件有问题导致板子变砖，还需要额外的救砖步骤。

2.NFS方案实现rootfs的更新   

2.1 NFS方案的主要优点

        无需烧录Rootfs，开发机共享文件夹直接挂载，修改代码即刻生效。 网络文件系统非常适合应用层和动态库的调试。 无需要反复烧写nand, 理论上boot可以通过tftp进行加载，但是实际存在如下问题

2.2 RK3506在实际调试中的“拦路虎”

       U-Boot阶段网络缺失（核心瓶颈）：Rockchip官方SDK提供的RK3506 U-Boot源码中，以太网驱动默认是关闭的（CONFIG_NET及相关PHY驱动未启用）。这意味着U-Boot命令行下无法执行dhcp、tftp、nfs等网络命令，自然也无法从网络加载内核和设备树。 自行开启的隐藏成本：虽然理论上可以在U-Boot中开启CONFIG_NET并编译对应网卡驱动（如dwmac系列），但在RK3506的实际板级适配中，会遇到以下棘手问题： PHY芯片复位管脚配置：不同开发板（如万象奥科、Firefly）使用的PHY型号和复位GPIO各不相同，需要在U-Boot设备树中正确配置reset-gpios和reset-delay等参数。 时钟与时序依赖：GMAC时钟源（如clk_mac_src）的初始化顺序有严格依赖，U-Boot阶段时钟框架不如Linux完善，调试难度较大。 调试成本与收益倒挂：为了解决“少烧录”的问题，反而需要投入大量时间反复烧录U-Boot来调试网络驱动，本末倒置。 所以主要能够方便的加载Rootfs的，可以把rootfs放在自己的硬盘上，每次构建了新的rootfs,就可以把新的rootfs覆盖即可，这样不用反复烧写root了。但是由于启动阶段的网络没有开启只有等到系统启动后Linux内核驱动网卡，NFS Rootfs可以挂载。这就造成一个比较头疼的问题： Boot（内核/设备树）无法更新：依然依赖烧写NAND。

2.3 NFS的改进和存在问题

       可以辅助应用调试，但无法解决Boot更新的核心痛点，且boot的更新无法脱离NAND烧录的束缚。

3 SD卡双分区 + extlinux 实现Boot与Rootfs无损更新

3.1 核心思路

   依然从SD卡启动机器，在NAND保留U-Boot引导，U-Boot读取SD卡上的内核与Rootfs”。 将SD卡视为一个可插拔的系统盘，所有调试产物都放在SD卡上，NAND只负责“启动引导”这一层。

3.2 Boot更新

    SD卡单一Boot分区，直接拷贝 在SD卡上划分一个FAT32分区存放内核(Image)和设备树(.dtb)。 修改NAND中U-Boot的环境变量(bootcmd)，指向SD卡分区加载内核。 更新方式：调试时只需拔下SD卡插到电脑，直接拷贝覆盖新的内核或设备树文件，插回板子重启即可。真正实现“拷贝即更新”。

3.3 Rootfs更新

      SD卡双Rootfs分区 + extlinux版本切换 为什么需要双分区？ 因为Rootfs是EXT4格式且正在运行时无法自我覆盖。如果只有一个分区，新Rootfs无法写入正在运行的系统分区。 分区布局设计： SD卡分区1：FAT32 (存放Boot: Image + dtb + extlinux配置文件) SD卡分区2：EXT4 (Rootfs A) SD卡分区3：EXT4 (Rootfs B) 切换机制（extlinux）： 在Boot分区的extlinux/extlinux.conf中，通过配置不同的FDT和APPEND参数，指定root=/dev/mmcblk1p2或/dev/mmcblk1p3。 默认指向当前运行分区（如A）。 更新操作流程： 假设当前运行在Rootfs A。 将新编译的Rootfs直接解压覆盖到Rootfs B分区（对运行中的A系统无任何影响）。 修改extlinux.conf文件中的DEFAULT标签或调整分区指向，重启即可无缝切换到新的Rootfs B。 回滚能力：如果新系统异常，只需在U-Boot命令行临时修改环境变量或开机时选择extlinux菜单，即可切回旧Rootfs A。

3.4 方案终极优势汇总

    Boot更新：拷贝即用，无需烧录工具。 Rootfs更新：双分区滚动升级，更新过程不影响当前系统运行，且具备一键回滚能力。 NAND寿命：除首次烧写U-Boot外，调试阶段NAND零写入，彻底解决耐久度焦虑。

3.5  对比方案的优缺点

对比维度 传统NAND烧录方案 NFS网络挂载方案 SD卡双分区方案
Boot（内核/设备树）更新 重新打包+烧录全固件 无法更新（U-Boot无网络 ✅ 拷贝覆盖即更新
Rootfs更新 重新打包+烧录全固件 可以直接挂载到硬盘上，停止系统后直接覆盖root即可 双分区滚动更新，不中断当前系统
是否需要烧录工具 ✅ 需要（RKDevTool等） 不需要 不需要
NAND擦写损耗 🔴 高（每次调试都擦写） 🟢 较低（只需要boot改写，root不需要） 极低，正常uboot就可以
单次更新耗时 每次都需要烧写全部固件 可以实现root的即时修改，对于boot则无能为力 在线修改，启动时切换a b区，还可以分开更新root 和boot
调试中断程度 严重，插拔sd卡，还需要全部固件烧写 停止系统后更新root就可以，但是无法更新boot, 在线修改，修改后直接断电或者reboot就可以

4 修改的实现

4.1 nfs修改要点

rockchip的uboot的bootfit是自己修改的，需要修改dtsi里的bootargs的内容将其修改为bootargs = "console=ttyFIQ0 root=/dev/nfs rw nfsroot=192.168.31.130:/xxx/nfs_share,v3,tcp ip=192.168.31.50:192.168.31.130:192.168.31.1:255.255.255.0::eth0:off";然后重新编译生成kenrel,再把kernel烧写到nand里就可以了，这里的ip地址可以根据你的实际内容进行调整，这里的nfs路径也是你自己设立nfs的文件夹位置，把rk3506_linux6.1_v1.2.0/buildroot/output/latest/images/rootfs.tar的内容展开到对应的nfs文件夹下就可以，不过此时nfs的连接不能断开，否则就会出错

4.2 sd卡的修改要点

sd卡的启动root和boot思路上面已经说了，主要的思路就是划分分区以后，增加一个boot sd的脚本，同时再通过修改extlinux.conf文件，实现加载不同的root分区。但这里有一个坑，rockchip的uboot已经经过了修改，（我用的启明智显的rk3506开发板）用的是他们提供的百度网盘上的sdk2.0这个版本），正常的miniallloader程序在正常启动的情况下并不会进入uboot程序，而是直接跳转到加载内核然后再加载root,如果光修改uboot增加boot sd脚本和bootcmd没有用，我当时进入了uboot以后直接执行bootsd命令都成功了，但是加在bootcmd中就是无法启动，折腾了半天才发现必须修改spl才可以，最后才搞清楚，只有在启动时候按下了ctrlc按键才能进入uboot,所以需要修改uboot-spl才可以进入标准的uboot,然后就是启动脚本了，具体的方法是：修改/rk3506_linux6.1_v1.2.0/u-boot/arch/arm/mach-rockchip/spl.c程序里的void spl_next_stage(struct spl_image_info *spl)函数，这个函数是在启动的时候检查是否有按键按下，如果有按键才会跳转到uboot的启动过程，否则进入对应启动阶段，在switch case中有一个default,把default对应的语句改成

spl->next_stage = SPL_NEXT_STAGE_UBOOT

这样就会进入uboot了，然后运行uboot下的./make.sh --spl,然后会生成一个

rk3506_spl_loader_v1.06.111.bin

的文件，这个文件用 

upgrade_tool UL rk3506_spl_loader_v1.06.111.bin

命令烧写到nand里就可以了，这时候再启动就可以进入uboot了，然后修改文件include.config/rk3506_common.h文件，这段程序是在uboot中增加boot_sd脚本程序，并把bootcmd中增加这个启动脚本

diff --git a/u-boot/include/configs/rk3506_common.h b/u-boot/include/configs/rk3506_common.h
index 8d17fcd4c..194eba883 100644
--- a/u-boot/include/configs/rk3506_common.h
+++ b/u-boot/include/configs/rk3506_common.h
@@ -71,20 +71,32 @@
 
 #include <config_distro_bootcmd.h>
 
+#define RKIMG_SD_BOOT  \
+       "boot_sd=" \
+       "echo Trying SD extlinux boot...; " \
+       "mmc dev 0; " \
+       "if mmc rescan; then " \
+       "sysboot mmc 0:1 fat ${scriptaddr} /extlinux/extlinux.conf; " \
+       "fi\0"
+
 #define CONFIG_EXTRA_ENV_SETTINGS \
        ENV_MEM_LAYOUT_SETTINGS \
        "partitions=" PARTS_RKIMG \
        ROCKCHIP_DEVICE_SETTINGS \
+       RKIMG_SD_BOOT       \
        RKIMG_DET_BOOTDEV \
        BOOTENV
 
+
+
+
 #undef RKIMG_BOOTCOMMAND
 #ifdef CONFIG_FIT_SIGNATURE
 #define RKIMG_BOOTCOMMAND              \
        "boot_fit;"
 #else
 #define RKIMG_BOOTCOMMAND              \
-       "boot_fit;"                     \
+       "run boot_sd;boot_fit;"                 \
        "boot_android ${devtype} ${devnum};"
 #endif

再运行make.sh命令生成uboot.img,然后用这个uboot.img去更新nand里的uboot,处理用upgradtool烧写以外，还可以直接在开发板进入linux以后烧写，方法是先把生成的uboot.img拷贝到 /tmp下，在命令行输入如下内容 flash_erase /dev/mtd0 0 0 擦除uboot的难度分区，接着调用命令 nandwrite -p /dev/mtd0 /tmp/uboot.img 然后再运行sync命令就更新uboot镜像成功了。接着需要制作sd卡，按照3里面说的划分好分区，其中boot分区格式是fat32,大小为512M,a,b分区可以根据自己需求划分，在boot分区下把zimage（内核）dtb文件拷贝过来，再建一个extlinux的文件夹，然后在里面添加一个extlinux.conf文件，内容如下

DEFAULT roota
TIMEOUT 100

MENU TITLE RK3506 boot menu

LABEL roota
    MENU LABEL Linux rootfs A
    LINUX /zImage
    FDT /ido-evb3506-v1a-flash-mipi-720x720.dtb
    APPEND console=ttyS2,1500000 root=PARTUUID=2fca0894-02 rootfstype=ext4 rootwait rw

LABEL rootb
    MENU LABEL Linux rootfs B
    LINUX /zImage
    FDT /ido-evb3506-v1a-flash-mipi-720x720.dtb
    APPEND console=ttyS2,1500000 root=PARTUUID=2fca0894-03 rootfstype=ext4 rootwait rw

这里面dtb的文件可以根据你的实际文件名字填写，timeout是启动时候的延时显示，以100ms为单位，再重新启动就可以看到启动菜单了，更新kernel直接就可以把对应的zimage和dtb文件覆盖到boot分区里就可以，如果想更新root可以把rk3506_linux6.1_v1.2.0/buildroot/output/latest/images/rootfs.tar文件展开覆盖a或b的分区内容就可以，然后修改extlinux.conf文件就可以了，这样就不用拔出sd卡，所有的操作都可以在linux下进行，改好了直接reboot就可以

 

posted @ 2026-08-12 15:09  自动化工程师  阅读(43)  评论(0)    收藏  举报