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X-002 Exyson4412芯片启动过程分析
移植u-boot到FriendlyARM Tiny4412开发板上,首先我们需要对Samsung Exyson4412芯片的启动方式、系统时钟初始化、串口初始化、内存初始化以及开发板的内存地址空间分配有一个清楚的认识。
下面是一些参考资料:
1>、技术部落 (这个网站对Exyson4412芯片的启动、时钟系统、串口以及内存初始化进行了详细的讲解)
2>、嵌入式Linux系统开发完全手册_基于4412_上册.pdf (这个文档是韦东山写的,讲的也非常好)
3>、Android_Exynos4412_iROM_Secure_Booting_Guide_Ver.1.00.00.pdf (这篇文档是Samsung的官方文档,详细介绍了这款Exyson4412的启动)
4>、SEC_Exynos4412_Users Manual_Ver.1.00.00.pdf (这篇文档也是Samsung官方文档,是exynos4412的用户手册,有两千八百多页,包含了exynos4412的详细信息)
1、Exyson4412芯片的启动方式
参考Exynos 4412 SCP_Users Manual_Ver.0.10.00_Preliminary0.pdf的第五章Booting Sequence。
? iROM是存储在内部的64KROM中的,主要进行CPU的时钟,堆栈等基本初始化工作。
? iROM从启动外设加载BL1到内部256KB的SRAM中,启动外设是由OM来决定的,根据安全启动设置值,iROM可能会较验BL1镜像文件。
? BL1初始化内部系统时钟和DRAM控制器,在初始化完成DRAM控制器,开始加载OS镜像文件,根据安全启动设置值,BL1可能会较验OS镜像文件。
? 等启动完成后,BL1就跳转到操作系统进行执行。
<1> iROM :iROM把启动设备上特定位置处的程序读入片内存 (iRAM) ,并执行它。iROM的启动过程如下图所示(摘自Android_Exynos4412_iROM_Secure_Booting_Guide_Ver.1.00.00.pdf):
由上图可以看出,iROM首先关闭看门狗,关闭中断及MMU,关闭数据缓存,打开指令缓存,清除TLB,然后将其他核进入IDLE模式,只留CPU0,这里有了第一个跳转分支,IROM判断当前启动模式,是冷启动还是唤醒,如果是唤醒模式,那么就是直接跳转到BL1,在BL1里面我们会再次判断是否是唤醒模式,如果是就直接跳转到唤醒函数。
接着设置IRQ及SVC模式的栈空间,栈地址是其内部的一片IRAM,这小段RAM是IROM运行的外部随机存储器,没有这片小内存,IROM是无法运行的。接下了就是初始化IROM里面所使用的各种变量,初始化只读数据段,未初始化数据段清零,导出部分核心函数,这个函数可以在BL1中使用,获取当前复位的状态,设置系统时钟分频,获取OM管脚配置模式,从指定的启动设备上拷贝BL1的代码到iRAM中。如果拷贝成功,就验证校验和,BL1的前16个字节就是提供给IROM用来标识BL1相关信息的。
简单地说,iROM就是先设置程序运行环境 (比如关看门狗、关中断、关MMU 、设置栈 、设置栈 、启动 PLL 等 );然后根据OM引脚确定启动设备 (NAND Flash/SD 卡/eMMC卡/其他 ),把 BL1 从指定的启动设备里面读出存入iRAM,接着在iRAM里面执行 BL1的代码。
<2> BL1、BL2 :摘自Android_Exynos4412_iROM_Secure_Booting_Guide_Ver.1.00.00.pdf的P10
2、Exyson4412芯片启动模式选择
OMpin OM[5:1]设置Exyson4412从不同的外设加载程序,如SD卡,NANDFlash等。
Tiny4412的电路图(Tiny4412-1412-Schematic.pdf)如下图所示:
由Table 5-3 OM Pin Setting和Tiny4412的电路图的BootingMode Option可知,XOM0,XOM1,XOM4,XOM5都设置成0,那么主要看XOM2和XOM3了,这两个脚分别接在74LVC1G04反向器的输入和输出上。XOM2接1时,XOM3为0,OM[5:1]为5b‘00010,此时选择的是从SD卡(SDMMC_CH2)启动;XOM2接0时,XOM3为1,OM[5:1]为5b‘00100,此时选择的是从eMMC卡(eMMC44_CH4)启动;这个启动方式主要由电路板上开关决定。
3、BL1、BL2在启动设备上的存放位置、大小、读到 iRAM哪个位置?
3.1启动设备是SD卡,BL1、BL2在SD卡上存放位置为:
摘自:Android_Exynos4412_iROM_Secure_Booting_Guide_Ver.1.00.00.pdf P24
BL1 位于SD卡偏移地址 512字节处(即从第一个扇区开始,前面有一个扇区保留,每个扇区512字节,第一个扇区是分区表的配置区),iROM从这个位置读入8K 字节的数据,存在iRAM地址 0x02021400位置处。 所以 BL1不能大于8K 。
iROM计算校验和且验证通过后并解密BL1成功后就可以跳转到BL1了,至此iROM已执行完备,权限已交由BL1了,补充说明一下,解密BL1是加密模式启动时才需要的,非加密模式启动是无需解密BL1的。
BL2 位于 SD 卡偏移地址 (512 +8K)字节处,BL1从这个位置读入14K 字节的数据,存在iRAM 地址 0x02023400 处。 BL2 不能大于(14K – 4) 字节,最后 4字节用于存放较验码。
如果我们的程序大于 (14K – 4) 字节,那么需要截取前面 (14K – 4) 字节用来制作BL2并烧入SD卡偏移地址 (512 +8K) 字节处。当BL2启动后,由它来将存放在SD卡另外位置的、完整程序读入内存。
3.2启动设备是eMMC卡,BL1、BL2在SD卡上存放位置为:
摘自:Android_Exynos4412_iROM_Secure_Booting_Guide_Ver.1.00.00.pdf P24
参考文档
1、http://www.cnblogs.com/pengdonglin137/p/5080309.html
2、http://www.techbulo.com/1335.html
X-002 Exyson4412芯片启动过程分析