X-007-UBOOT-DDR的初始化(Bubblegum-96平臺)

作者：wowo 發(fā)布于：2016-7-21 22:47

分類：X Project

1. 前言

到目前為止，“X Project”在Bubblegum-96平臺上的代碼，都是運行在SRAM中。由于SRAM的size很小(最多也就96KB)，如果要做更多的事情，就必須把DDR跑起來。不過，關(guān)于Bubblegum-96平臺的DDR driver，我和codingbelief同學(xué)折騰了很久，試圖找出一個最佳的方法，給大家呈現(xiàn)出DDR driver的開發(fā)方法和開發(fā)步驟。最終，受限于“資源”的短缺，還是失敗了。

根據(jù)Bubblegum-96公開的資料，只知道它包含了一個2GB的、單bank的LPDDR，除此之外，找不到任何技術(shù)有關(guān)的細節(jié)，如LPDDR的datasheet、S900 DDR controller的說明、DDR時鐘的配置等等。沒有這些東西，我們根本無法完成DDR的配置，更不用說以此介紹、分析DDR driver了。

但是，雖然困難重重，“X Project”還是要進行下去，既然常規(guī)方法走不通，我們就采用一些非常規(guī)的手段，無論如何，還是能把DDR成功的初始化起來的。由于是非常規(guī)手段，當(dāng)然就無法開源，也無法給大家講解了。

因此，本文關(guān)于DDR的技術(shù)細節(jié)不多，主要目的是結(jié)合DDR的初始化，進一步介紹嵌入式linux開發(fā)的基本過程，包括如下知識點：

嵌入式Linux的啟動過程。

u-boot SPL的使用場景。

u-boot啟動過程中DDR初始化的流程。

2. Bubblegum-96的啟動過程

由于RAM資源的短缺，嵌入式系統(tǒng)的啟動過程是相當(dāng)繁瑣的，以Bubblegum-96為例：

CPU啟動時，只有96KB的SRAM可用。

CPU啟動時，ROM code只會從外部存儲介質(zhì)中(NAND、MMC、SD等)拷貝并執(zhí)行2KB的代碼。

首先與上面兩個條件，Bubblegum-96的啟動代碼必須具備如下的特點。

1)軟件從外部存儲介質(zhì)加載并執(zhí)行的時候

a)第一個被執(zhí)行的image，必須小于2KB(我們暫時稱它為SPL，Secondary Program Loader)。

b)SPL在有限的size中，必須完成兩個事情：初始化DDR；將后續(xù)的啟動代碼(如u-boot)從存儲介質(zhì)中copy到DDR中執(zhí)行。

c)u-boot在DDR中運行(不再受限于系統(tǒng)資源)，進行必要的初始化之后，將linux kernel copy到DDR中并執(zhí)行。

d)linux kernel執(zhí)行，并加載rootfs。

2)固件更新的時候(這里提供一種方案，將借助Android的fastboot，不唯一)

a)第一個被執(zhí)行的image(SPL)，必須小于SRAM的size(根據(jù)經(jīng)驗，Bubblegum-96平臺，要小于70KB)。

b)通過ROM code的DFU程序，將SPL上傳到SRAM并執(zhí)行。

c)SPL初始化DDR，并將控制權(quán)重新交給ROM code的DFU程序。

d)通過ROM code的DFU程序，將u-boot(size不再受限)上傳到DDR并執(zhí)行。

e)u-boot中啟動fastboot服務(wù)，通過fastboot協(xié)議，更新固件。

本文將基于“X Project”前面的成果，介紹通過將SPL上傳到SRAM并執(zhí)行、初始化DDR，然后再把u-boot上傳到DDR并執(zhí)行的過程。

3. 初始化過程介紹

3.1 編寫DDR driver，正確初始化DDR

由于非技術(shù)的原因，這里無法多說，感興趣的同學(xué)，可以在資料充足的情況下，在自己的板子上嘗試。最終的結(jié)果，就是導(dǎo)出一個類似于xxx_ddr_init()的接口，該接口會被SPL調(diào)用。

3.2 在SPL的初始化代碼中，調(diào)用DDR的init接口，初始化DDR，然后將控制權(quán)交回給ROM code

基于“X-003-UBOOT-基于Bubblegum-96平臺的u-boot移植說明”的成果，我們已經(jīng)可以在SPL的board_init_f接口中點亮一盞LED燈，現(xiàn)在要做的，就是調(diào)用DDR的初始化接口，如下：

void board_init_f(ulong bootflag)

{

bubblegum_early_debug(1);

#ifdef HAS_DDR_SOURCE_CODE

s900_ddr_init();

#endif

reboot_to_adfu();

}

注1：這里之所以要加一個宏定義，是因為源代碼中沒有DDR的source code，避免編譯錯誤而已。

DDR初始化完成后，需要把控制權(quán)交回給ROM code的DFU程序，這可要費一番心思，如下：

static void reboot_to_adfu(void)

{

void (*call_adfu)(void);

//call_adfu = (void (*)(void))0xffff5a00;

call_adfu = (void (*)(void))0xffff0400;

call_adfu();

while (1);

}

我這里用了一個比較笨的方法，直接跳轉(zhuǎn)到S900 ROM code的起始地址了，大家可以根據(jù)自己平臺的實際情況，自行處理。

以上SPL并沒有source code提供，我把編譯出來的bin文件共享出來了，可參考：

3.3 修改u-boot的代碼，完善dram_init接口，告訴u-boot當(dāng)前DDR的size

int dram_init(void)

{

printf("dram_init\n");

bubblegum_early_debug(11);

/* no need do dram init in here, we have done it in SPL */

gd->ram_size = 2 * 1024 * 1024 * 1024;??? /* 2GB, TODO */

printf("dram_init OK\n");

return 0;

}

由于SPL已經(jīng)完成了DDR初始化，這里什么事情都不需要做，只要通過gd->ram_size告知u-boot DDR的size(這里是2GB)即可。當(dāng)然，這里的賦值有點粗暴，后續(xù)再完善吧。

3.4 修改u-boot的配置項，將u-boot編譯到DDR中，從DDR執(zhí)行

改動如下：

-#define CONFIG_SYS_TEXT_BASE CONFIG_SPL_TEXT_BASE

-#define CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR CONFIG_SPL_STACK

+#define CONFIG_SYS_TEXT_BASE 0x11000000

+#define CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR (CONFIG_SYS_SDRAM_BASE + 0x7ff00)

/* Some commands use this as the default load address, TODO */

-#define CONFIG_SYS_LOAD_ADDR (CONFIG_SYS_SDRAM_BASE)

+#define CONFIG_SYS_LOAD_ADDR (CONFIG_SYS_SDRAM_BASE + 0x7ffc0)

S900 DDR的地址映射是從0x0開始的，我們隨便找一個地址(這里是0x11000000)。編譯生成新的bin文件后，進行簡單的測試，具體如下。

以上可參考如下patch：

4. 測試

在build目錄編譯完成后，按照如下的步驟執(zhí)行：

1)按住Bubblegum-96的ADFU鍵，使板子進入DFU模式

2)按住Bubblegum-96的ADFU鍵不松開，將splboot.bin(就是我們的SPL image)上傳到SRAM并執(zhí)行

sudo ../tools/dfu/dfu bubblegum 0xe406b200 ../tools/actions/splboot.bin 1

3)執(zhí)行完畢后，會重新進入DFU模式，進入后，可以松開ADFU按鍵。

4)將u-boot上傳到DDR并執(zhí)行(注意上傳位置和CONFIG_SYS_TEXT_BASE 一致)

sudo ../tools/dfu/dfu bubblegum 0x11000000 out/u-boot/u-boot-dtb.bin 1

5)檢查串口打印，執(zhí)行成功。

原創(chuàng)文章，轉(zhuǎn)發(fā)請注明出處。蝸窩科技，www.wowotech.net。

評論：

ary

2016-08-07 20:06

我覺得wowo可以考慮先在一個成熟的開源板子上做一遍移植，一是通用的板子大家都能買到，另外就是開源板子硬件公開程度更高，資料更全，移植更方便

2016-08-07 20:27

@ary：多謝提議，其實不用太在意板子，大家可以用不同的板子，思路一樣就可以了。

另外不成熟的板子，會遇到一些問題，有問題也是學(xué)習(xí)的過程。

現(xiàn)在有同學(xué)在tiny210上面移植了(比較成熟了)，可以參看：

http://www.wowotech.net/forum/viewtopic.php?id=52

2016-07-25 19:39

wowo:

Bubblegum-96這個板子你們是買的還是？

2016-07-26 08:52

@pingchangxin：我們手上的是廠家送的。

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總結(jié)

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