DM6446的Bootloader

RBL（ARM ROM Boot Loader）在芯片出廠的時候就已經燒寫到ROM裏了，這不需要大家關心，上電後，RBL會自動從EMIFA EM_CS2 memory space (0x0200 0000). 執行指令，這個地址就是NAND FLASH 或NOR FLASH的片選起始地址。當你的係統設置為NAND BOOT的時候，UBL（User Boot Loader）是必不可少的，否則RBL不能直接把UBOOT給BOOT起來，因為RBL隻支持14K NAND FLASH 的BOOT程序，而UBOOT編譯出來後的bin文件一般都大於80K，特別是版本越高，UBOOT的代碼越大，所以這時候就需要寫一個UBL。UBL 從NAND FLASH 讀取UBOOT，然後把UBOOT COPY 到DDR2(RAM)的相關地址上，然後把UBOOT 給BOOT 起來。根據TI DAVIN RBL的規定，不同型號的NAND FLASH，UBL保存的地址是不同的，512字節PAGE 的NAND（即SMALL PAGE），保存的地址是：0x00004000(16K,32頁)；2048字節PAGE的NAND （即LARGE PAGE）保存的地址是：0x20000(128K,64頁)。

 

一、DM6446的啟動模式

係統加電或複位後，CPU都要從某個預定的地址上取得指令，執行Bootloader程序。DM6446處理器ARM端（ARM-Side）提供兩種啟動模式：

  從異步的外部存儲器接口AEMIF（Asynchronous External Memory Interface）/NOR Flash引導啟動

  從ARM內部ROM（AIROM，ARM Inner ROM）引導啟動

這兩者由Boot Selection（BTSEL[1:0]）引腳的設置狀態決定。如下：

  BTSEL[1:0]＝01時，係統加電或複位後ARM處理器從AEMIF或NOR Flash的零地址（0x02000000）執行引導啟動代碼，這些代碼是由用戶生成並燒寫的，即從外部存儲器啟動

  BTSEL[1:0]≠01時，係統加電或複位後，ARM處理器從AIROM的地址（0x00004000）執行RBL（ROM Boot Loader），即從片內ROM的RBL開始運行

而RBL程序根據BTSEL[1:0]狀態（BTSEL[0-3]管腳的電平）來區分不同引導啟動模式：

  BTSEL[1:0]＝00，NAND Flash引導啟動模式：發送控製信息到UBL（User Boot Loader），並從Flash中拷貝UBL到ARM的內部RAM（AIRAM），並轉到UBL執行

  BTSEL[1:0]＝11，UART引導啟動模式：通過UART下載串口UBL並發送控製信息到用戶軟件

  BTSEL[1:0]＝10，保留未用

         因此，DM6446在上電或複位後，存在四種啟動方式。如下圖。

DM6446引導啟動流程

二、AIROM啟動模式

AIROM啟動模式受兩個限製：1）、AIRAM的空間隻有16KB；2）、NAND Flash不支持XIP（eXecute-In-Place，片內執行）技術。因此，AIROM啟動模式可以劃分為三個階段：

▲ Stage1：加電或複位後，執行RBL。RBL是TI內嵌的程序，其內部實現不向用戶公開；但提供了一個編程接口，以便設計人員據此編寫UBL代碼。

▲ Stage2：將UBL拷貝到AIRAM中並執行。UBL被燒寫在NAND Flash的從Block1開始的5個存儲塊上，因此UBL的尺寸小於AIRAM的空間大小，即14K。

▲ Stage3：U-Boot。它被燒寫在NAND Flash中的UBL後，由UBL讀到DDR2中執行。

NAND Flash啟動階段劃分

注：虛線部分為NAND引導啟動核心

三、UBL

UBL對上與RBL交互，對下要加載運行U-Boot，再由U-Boot加載uImage到DDR2中運行，最後將控製權交給操作係統。因此，UBL的重要性不言而喻。

UBL首先完成係統時鍾、DDR頻率以及運行環境的初始化，然後複製U-Boot到DDR，並轉到start_armboot。

具體設置如下：

◎ 設置引導配置寄存器BOOTCFG，使BTSEL[1:0]=00，即選擇NAND Flash引導啟動模式；並根據外部NAND Flash型號設置EM_WIDTH位。在RBL從NAND讀數據時要根據BOOTCFG的第5位（EM_WIDTH）的值來判斷總線寬度和存取數據的大小，EM_WIDTH=0，數據寬度為8位（Bit）；EM_WIDTH=1，數據寬度為16位。

◎ 定義NAND UBL描述符，包括魔術數、UBL入口點地址、頁麵數、起始塊號、起始頁號等。RBL首先要讀取NAND Flash的設備ID以及設備存取信息（即塊和頁的大小、UBL標識符等，保存在設備信息表中），然後從NAND設備CIS/IDI Block之後（Block1）的第0頁開始讀取有效的UBL描述符。如果沒有找到與默認UBL標識相匹配的UBL，就搜索下一個塊，最多連續搜索5個塊，以避免NAND設備開始連續的幾個塊存在壞塊的情況（一般不會出現。NAND Flash在出廠前會保證第一塊和第二塊是好的）；如果還是沒有適合的UBL，則切換到UART啟動模式。

◎ 當RBL找到一個有效的UBL時，首先讀取並處理UBL描述符，RBL根據描述符信息來決定是否開啟EMIF（External Memory Interface）或I-Cache（Instruction-Cache）、是否采用DMA等操作。一旦具備了UBL運行條件，RBL就把UBL拷貝到AIRAM中，並跳轉到起始入口地址0x00000020處運行UBL。

◎ UBL將為U-Boot建立運行環境。其主要流程如下：

△ DM644xInit，初始化硬件平台：屏蔽所有中斷，電源/休眠管理控製器複位

△ UARTInit，串口初始化設置

△ PLL1Init，係統鎖相環PLL1設置

△ PLL2InitDDR，鎖相環PLL2設置

△ DDR2Init，DDR2初始化

△ AEMIFInit，AEMIF接口初始化

△ IVTInit，中斷向量表初始化

△ NAND_Init，NAND初始化，在讀BOOTCFG時，如果BTSEl[1:0]=00就調用

△ NAND_Copy，拷貝U-Boot代碼到DDR2中

△ 拷貝成功，根據NAND_BOOT::entryPoint跳轉到U-Boot入口的運行