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2018-07-09
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摘要：本文主要向大家介绍了Flash基础入门之U-boot(NOR Flash)，通过具体的内容向大家展现，希望对大家学习Flash基础入门有所帮助。
本文主要向大家介绍了Flash基础入门之U-boot(NOR Flash)，通过具体的内容向大家展现，希望对大家学习Flash基础入门有所帮助。
1. 顶层目录下的Makefile
按照配置顺序：
davinci_config : unconfig
@./mkconfig $(@:_config=) arm arm926ejs davinci
执行配置命令：
make davinci_config
通过./mkconfig脚本会生成include/config.mk的配置头文件。
内容如下：
ARCH = arm
CPU = arm926ejs
BOARD = davinci
因此，我们可以得知，该u-boot工程的目录路径。
board/davinci/下存放的是达芬奇的电路相关内容
cpu/arm926ejs存放CPU相关
lib_arm/
include/arm-asm/
include/configs/davinci.h ------包含了基本所有的板子相关宏定义，默认的参数列表也在
在make davinci_config之后，再次查看最上层的Makefile，我们发现
include include/config.mk
export ARCH CPU BOARD ...
上述的内容就是将板子的配置内容导出设置为环境变量
Makefile的编译选项 和编译规则 都放在顶层目录的config.mk文件中定义。各种体系结构通用的规则直接在这个文件中定义
在Makefile中，包含了一些前缀
ifeq ($(ARCH),arm)
CROSS_COMPILE = arm_v5t_le-
endif
export CROSS_COMPILE
接着是处理器相关的目标文件
根据上述的CPU=arm926ejs得知包含的路径为
OBJS = cpu/$(CPU)/start.o
。。。
LIBS=lib_generic/libgeneric.a 定义LIBS依赖目录，将目标文件链接成*.a文件(静态库)
u-boot生成镜像的Makefile生成目标
#########################################################################
ALL = u-boot.srec u-boot.bin System.map
all: $(ALL)
u-boot.hex: u-boot
$(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O ihex $< $@
u-boot.srec: u-boot
$(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O srec $< $@
u-boot.bin: u-boot
$(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O binary $< $@
u-boot.img: u-boot.bin
./tools/mkimage -A $(ARCH) -T firmware -C none \
-a $(TEXT_BASE) -e 0 \
-n $(shell sed -n -e 's/.*U_BOOT_VERSION//p' include/version.h | \
sed -e 's/"[ ]*$$/ for $(BOARD) board"/') \
-d $< $@
u-boot.dis: u-boot
$(OBJDUMP) -d $< > $@
u-boot: depend $(SUBDIRS) $(OBJS) $(LIBS) $(LDSCRIPT)
UNDEF_SYM=`$(OBJDUMP) -x $(LIBS) |sed -n -e 's/.*__u_boot_cmd_.*/-u\1/p'|sort|uniq`;\
$(LD) $(LDFLAGS) $$UNDEF_SYM $(OBJS) \
--start-group $(LIBS) --end-group $(PLATFORM_LIBS) \
-Map u-boot.map -o u-boot
上述中Makefile缺省的编译目标为all, 包括u-boot.srec、u-boot.bin 、System.map。 u-boot就是通过ld命令按照u-boot.map地址表将目标组成u-boot
2. 开发板相关配置
除了编译过程Makefile以外， 还要在程序中为开发板定义配置选项或者参数。这个头文件就是include/configs/davinci.h.
如下：配置CPU
#define CONFIG_ARM926EJS /* This is an arm926ejs CPU core */
#define CONFIG_SYS_CLK_FREQ 297000000 /* 时钟Arm Clock frequency */
…..
3. 编译结果
通过上面的了解，先执行 make davinci_config
然后执行make即可
(清除执行make clean或者make distclean)
4. 添加u-boot命令
5. U-boot启动过程分析
运行内存地址 定义：
board/davinci/config.mk
board/davinci/config.mk:26:TEXT_BASE = 0x81080000
.text 0x81080000 0x13504
cpu/arm926ejs/start.o(.text)
.text 0x81080000 0x3c0 cpu/arm926ejs/start.o
0x81080000 _start
上面是内存的运行起始地址
0x81098424 __bss_start = .
后面是代码段和堆栈段
.bss 0x810a0d1c 0x4 lib_arm/libarm.a(armlinux.o)
0x810a0d20 _end = .
由board/davinci/u-boot.lds看到
OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm")
OUTPUT_ARCH(arm)
ENTRY(_start)
SECTIONS
{
. = 0x00000000;
. = ALIGN(4);
.text :
{
cpu/arm926ejs/start.o (.text)
*(.text)
}
。。。。。。。。。。。。。
该入口由start.o开始执行
cpu/arm926ejs/start.S
…..
_start_armboot: .word start_armboot
….
该函数在lib_arm/board.c中实现
1. start_armboot(void)函数
__asm__ __volatile__("": : :"memory"); 内存屏蔽：
__asm__ 用于在此处插入汇编语句
__volatile__用于告诉编译器，严禁将此处的汇编语句与其它的语句重组合优化。即，原原本本的按照原来的样子处理这里的汇编。
memory强制gcc编译器假设RAM所有内存单元均被汇编指令修改，这样cpu中的registers和cache中已缓存的内存单元中的数据将作废。cpu将不得不在需要的时候重新读取内存中的数据。这就阻止了cpu又将registers，cache中的数据用于去优化指令，而避免去访问内存。
"":::表示这是个空指令
注意：我们很多的配置都根据make davinci_config后，查看include/configs/davinci.h
如：配置#define CFG_MALLOC_LEN (0x10000 + 128*1024) /* malloc () len */
该说明，我们u-boot占用flash的大小是128K+64K=192K
需要将u-boot写在从0开始到0x30000为止。
start_armboot入口进入后主要进行就是一些初始化的工作。
认识一些全局变量：
a.内存占用初始化大小
mem_malloc_start = dest_addr;
mem_malloc_end = dest_addr + CFG_MALLOC_LEN; // 0x10000+128*1024=192k
信息：
mem_malloc_start=81050000, mem_malloc_end=81080000, monitor_flash_len= 18484
b. 初始化函数功能指针
init_sequence----(cpu_init, board_init, interrupt_init, env_init, init_baudrate,……..)
具体的查看达芬奇手册的96页的表： PSC寄存器映射表
电源和睡眠模式控制
#define PSC_ADDR
0x01C41000
后面还包含了电源管理命令和状态寄存器
cpu_init() -----------是否开启ARM的快速中断模式，如果开始，那么在起始内存前面的128byte加上中断向量表。
board_init()-----------主要是电源管理和睡眠模式管理，上电开启所有模块的电源。
目录
添加达芬奇NOR flash读写程序... 5
(Flash init初始化第一步)发送命令读取厂商设备ID.. 7
（Flash初始化第二步）擦除Flash的某个块... 10
(Flash初始化第三步) 写入数据Flash某个块... 11
(Flash初始化第四步)读取Flash某个块的数据... 12
添加达芬奇NOR flash读写程序
关键代码文件
common/flash.c
board/davinci/flash.c
include /configs/davinci.h
先查看一下命令
NOR Flash(s29gxxxn_00_a6_e)的硬件电路接法是地址和数据分开的，类似于DDR的接法，但是和DDR不同的是，这个也是需要命令的形式来进行传输，
如下图：
NOR Flash的读写比NAND Flash的要简单许多。
我们这里达芬奇接的NOR Flash EMIF接口的基地址是0x0200 0000，并且是16bit的数据位宽度，读写如下：
(Flash init初始化第一步)发送命令读取厂商设备ID
设置flash_info_t信息中的ID, sector数量，以及flash size大小
1． NOR Flash读取生厂商ID和设备ID的步骤
a) 执行相应的命令序列：(参考 NOR Flash的数据手册，见71page)
=è向基地址发送命令
*(0x02000000 + 0x0555)=0x00AA;
*(0x02000000 + 0x02AA)=0x0055;
*(0x02000000 + 0x0555)=0x0090;
也可以定义一个基地址：volatile unsigned short *addr;
将addr变量赋值为0x02000000
上面相当于addr[0x0555]=0x00AA;
b) 当在基地址写了上面的3个命令后，就可以开始读取数据
上面的命令是读取生产商的ID: manufacturer ID
(u16)mnfID=*(0x02000000+0x0);
这里我们读到的值为1
读到该值后，我们赋值一个初始值；
flash_info_t info;
info->flash_id = 0x0000000; // (FLASH_MAN_AMD) AMD的flash产商
c) 读取Device ID：
(u16)devID=*(0x0C000000+0x1);
(u16)devID3=*(0x0C000000+0x0e);
(u16)devID4=*(0x0C000000+0x0F);
这里我们利用这个devID(switch ((FPW)addr[FLASH_ID2]))来判断信息
#if 1 //add by jk
printf("DeviceID=%8x\n", (FPW)addr[FLASH_ID2]);
//这里我读到得是227e
#endif
好，看看下面的这些定义：
看来这个ID是一个家族，需要多个ID来识别
#define AMD_ID_MIRROR 0x227E227E /* 1st ID word for MirrorBit family */
#define AMD_ID_DL640G_2 0x22022202 /* 2nd ID word for AM29DL640G at 0x38 */
#define AMD_ID_DL640G_3 0x22012201 /* 3rd ID word for AM29DL640G at 0x3c */
#define AMD_ID_LV640U_2 0x220C220C /* 2nd ID word for AM29LV640M at 0x38 */
#define AMD_ID_LV640U_3 0x22012201 /* 3rd ID word for AM29LV640M at 0x3c */
#define AMD_ID_LV640MT_2 0x22102210 /* 2nd ID word for AM29LV640MT at 0x38 */
#define AMD_ID_LV640MT_3 0x22012201 /* 3rd ID word for AM29LV640MT at 0x3c */
#define AMD_ID_LV640MB_2 0x22102210 /* 2nd ID word for AM29LV640MB at 0x38 */
#define AMD_ID_LV640MB_3 0x22002200 /* 3rd ID word for AM29LV640MB at 0x3c */
#define AMD_ID_LV128U_2 0x22122212 /* 2nd ID word for AM29LV128M at 0x38 */
#define AMD_ID_LV128U_3 0x22002200 /* 3rd ID word for AM29LV128M at 0x3c */
#define AMD_ID_LV256U_2 0x22122212 /* 2nd ID word for AM29LV256M at 0x38 */
#define AMD_ID_LV256U_3 0x22012201 /* 3rd ID word for AM29LV256M at 0x3c */
#define AMD_ID_GL064M_2 0x22132213 /* 2nd ID word for S29GL064M-R6 */
#define AMD_ID_GL064M_3 0x22012201 /* 3rd ID word for S29GL064M-R6 */
那么我们添加一个ID3 ,ID4
#if 1 //add by jk
printf("DeviceID2=%4x , ID3=%4x,ID4=%4x\n", (FPW)addr[FLASH_ID2],(FPW)addr[FLASH_ID3],(FPW)addr[FLASH_ID4]);
//这里我读到得是227e ,后面的是 2210 ,2200
#endif
通过条件判断
flash_info_t info;
info->flash_id
info->flash_id += FLASH_S29GL064A;
info->flash_id += FLASH_S29GL064A; //iD
info->sector_count = 135; //135 sector
info->size = 0x00800000; //8M
//前面8k*8=64K
for(i =0; i< 8; i++)
{
info->start[i] = (ulong)addr + i*0x2000;
}
//后面64K*(135-8)=64K*128=8M大小，每个sector是 64K
for (i = 8; i < info->sector_count; i++)
{
info->start[i] = (ulong)addr + 0x10000 * (i-7);
}
break;
d) 获得上面的信息后，flash复位，设置为读模式即可
static void flash_reset(flash_info_t *info)
{
FPWV *base = (FPWV *)(info->start[0]);
/* Put FLASH back in read mode */
if ((info->flash_id & FLASH_VENDMASK) == FLASH_MAN_INTEL)
*base = (FPW)0x00FF00FF; /* Intel Read Mode */
else if ((info->flash_id & FLASH_VENDMASK) == FLASH_MAN_AMD)
*base = (FPW)0x00F000F0; /* AMD Read Mode */
}
可以说，flash的信息是我们自己根据flash硬件连接的手册自行赋值设置的。
在上述中，读模式也就是NOR Flash的复位模式，向某个块地址写入0x00FF或者0x00F0就可以回到Read array模式。
手册中经常用Read Array Mode来表示读模式，要进入该模式只要
*base=(FPW)0x00F000F0;即可(intel 写入 0x00FF即可)
（Flash初始化第二步）擦除Flash的某个块
2． 以块为单位擦除NOR Flash的步骤
操作原理：NOR Flash也是按块sector来进行擦除的，该块大小是64K，先写命令到0x0555和0x02aa，然后检查该块的数据是否为0xFFFF
环境： 假设我们用的是8M大小的NOR flash, 那么根据64K大小来分，一共有135个sector，因此我们要擦除2620000~ 263FFFF的flash, 即 2个sector,105和106两个块(要注意到，最前面的64k，分为8个sector，每个sector大小是8k, 后面的从第9个sector开始才是64K大小的，并且用flinfo查看属性，可以看到前面的8K的8个sector是只读的，不能改的。8M=128*64k ， 但是这里，8K*8+ 127*64k=8M，因此一共135个sector.)
擦除的命令就是向该块地址写命令：(查看手册也可以知道)
*(0x02000000+0x0555)= (unsigned short)0x00AA00AA;
*(0x02000000+0x02aa)= (unsigned short)0x00550055
*(0x02000000+0x02aa)= (unsigned short)0x00800080 --擦除模式
*(0x02000000+0x02aa)= (unsigned short)0x00AA00AA
*baseaddr(要擦除的sector地址)= 0x00300x0030
while((*(volatile unsigned short int )baseaddr) != 0xFFFF);
printf(“擦除结束!\n”);
达芬奇代码：
FPWV *base; /* first address in bank */
base = (FPWV *)(info->start[0]);
base[FLASH_CYCLE1] = (FPW)0x00AA00AA; /* unlock */
base[FLASH_CYCLE2] = (FPW)0x00550055; /* unlock */
base[FLASH_CYCLE1] = (FPW)0x00800080; /* erase mode */
base[FLASH_CYCLE1] = (FPW)0x00AA00AA; /* unlock */
base[FLASH_CYCLE2] = (FPW)0x00550055; /* unlock */
*addr = (FPW)0x00300030; /* erase sector */
while (*((vHwdptr)addr) != AMD_ERASE_DONE);
printf("done.\n");
(Flash初始化第三步) 写入数据Flash某个块
*((vHwdptr)address_cs + AMD_CMD0_ADDR) = AMD_PROG_CMD0;
*((vHwdptr)address_cs + AMD_CMD1_ADDR) = AMD_PROG_CMD1;
*((vHwdptr)address_cs + AMD_CMD2_ADDR) = AMD_PROG_CMD2;
即
*(0x02000000+0x0555)= (unsigned short)0x00AA00AA;
*(0x02000000+0x02aa)= (unsigned short)0x00550055
*(0x02000000+0x02aa)= (unsigned short)0x00A000A0 --编程模式
将要写入的地址赋值数据
*psAddress = ulData;
这样其实就已经写入了，将ulData数据，写入了psAddress中
但是我们需要进行等待，判断是否已经写好了，写好后进行下个数据的写
While(1){
tmp = *psAddress; 用tmp变量来判断
if( (tmp & BIT7) == (ulData & BIT7))
{
break;
}
}
上面的是最简单的判断，就是判断高位字节是否相等
(Flash初始化第四步)读取Flash某个块的数据
在软件复位后，直接读即可
手册中经常用Read Array Mode来表示读模式，要进入该模式只要
*base=(FPW)0x00F000F0;即可(intel 写入 0x00FF即可)
这样复位后，就可以读了。
看，添加打印信息：我们可以查看2020000开始放ENV环境变量参数开始的NOR Flash内容
添加代码：
addr=(FPW *)0x2020000;
printf("0x2020000=%4lx\n",*(addr));
printf("0x2020001=%4lx\n",*(addr+1));
---前面的这4个byte是无效的
printf("0x2020002=%4lx\n",*(addr+2));
printf("0x2020003=%4lx\n",*(addr+3));
printf("0x2020004=%4lx\n",*((addr+4)));
//printf("0x2020005=%4lx\n",*((addr+5)));
printf("0x2020006=%4lx\n",*((addr+6)));
printf("0x2020008=%4lx\n",*((addr+8)));
printf("0x202000a=%4lx\n",*((addr+0x0a)));
打印结果：
0x2020000=5e92
0x2020001=d070
0x2020002=6f62
0x2020003=746f
0x2020004=6564
0x2020005=616c
0x2020006=3d79
0x2020008=6162
0x202000a=6172
排放的顺序：
62 6f 6f 74 64 65 6c 61 79 3d
B o o t d e l a y =
有这几个我们可以看出参数开始排放了
自己写自己的命令
tftp 8000000 u-boot.bin
看到大小为1865C
protect off all
或者一段段的将protect off 2020000 2030000
cp.b 80800000 2020000 1865c(<=20000 ,128K的16进制)
等待done结束
Erase 2020000 202FFFF 一个段擦除
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