《電子技術(shù)應(yīng)用》
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OMAP-L138_FlashAndBootUtils使用及編譯指導(dǎo)

2013-07-01
作者:吳紅軍
來源:TI通用數(shù)字信號處理系統(tǒng)技術(shù)支持

摘要

本文介紹OMAP-L138_FlashAndBootUtils工具包基本框架和串口燒寫工具sfh_OMAP-L138.exe工作原理,使用方法,以及針對客戶的硬件如何修改代碼,搭建編譯環(huán)境并重新編譯,并總結(jié)了使用該工具的常見問題。

關(guān)鍵字:OMAPL138, 串口燒寫, UBL

簡介

OMAP-L138支持多種啟動模式,包括SPI,NAND,NOR等。TI為用戶提供了兩套flash燒寫工具:

(1) 使用TI 在PSP 包或OMAP-L138_FlashAndBootUtils 包中提供的flash writer 的CCS工程,通過仿真器連接硬件板,按照提示步驟燒寫flash。

(2) 使用OMAP-L138_FlashAndBootUtils工具包中的串口燒寫工具(如sfh_OMAP-L138.exe),通過串口連接,進(jìn)行命令行燒寫。

本文接下來將針對第二種方式進(jìn)行詳細(xì)介紹。

用戶可以從開源網(wǎng)站上下載最新的OMAP-L138_FlashAndBootUtils版本[1]。最新的版本為OMAPL138_FlashAndBootUtils_2_40,本文以此版本展開討論。

OMAP-L138_FlashAndBootUtils_2_40工具包支持TI公司的多種芯片平臺的flash燒寫,包括OMAPL138,AM1808,C6748等。工具包內(nèi)的代碼是對應(yīng)LogicPD的OMAL138/AM1808 EVM板的。如果用于用戶自己的硬件板,可能需要修改工具包中相應(yīng)代碼并重新編譯。

該工具包中包括多種flash工具及代碼。主要目錄如表1所示。

1 OMAP-L138_FlashAndBootUtils_2_40工具包目錄結(jié)構(gòu)

1. 串口燒寫工具sfh_OMAP-L138.exe的工作原理

sfh_OMAP-L138是OMAP-L138_FlashAndBootUtils包中用于實(shí)現(xiàn)串口燒寫flash的應(yīng)用程序。與UartHost.exe[3]工具不同,UartHost.exe是UART啟動工具,不能燒寫flash。

運(yùn)行sfh_OMAP-L138.exe時,通過UART啟動方式下載并運(yùn)行OMAPL138/GNU/sft目錄下的AIS格式bin文件,完成芯片的初始化操作。然后通過UART與sfh進(jìn)行命令交換,實(shí)現(xiàn)flash的擦除和燒寫工作。

從OMAP-L138/GNU/sft/build目錄中的makefile文件可知,編譯sft目錄內(nèi)各bin文件時需要sft.c,device.c,uart.c以及針對不同flash對應(yīng)的flash初始化文件。

例如sft_OMAPL138_SPI_MEM.bin是由sft.c,device.c,uart.c等文件與spi.c,spi_mem.c,device_spi.c一起編譯,并通過OMAP-L138/GNU/AISUtils目錄下的HexAIS_OMAP-L138.exe,根據(jù)sft目錄下的配置文件sft_hexais.ini內(nèi)的配置信息,將.out文件轉(zhuǎn)換成AIS格式的.bin文件。

 

2. 命令格式介紹

在命令行下輸入sfh_OMAP-L138.exe –help輸出命令格式說明如下:

sfh_OMAP-L138 <Command> [-targetType <Target>] [-flashType <FlashType>] [<Options>] [<InputFiles]各參數(shù)說明如下表所示,targetType默認(rèn)為OMAP-L138,F(xiàn)lashType默認(rèn)為SPI_MEM。使用默認(rèn)選項時相應(yīng)參數(shù)可以不輸入。

3. sfh_OMAPL138.exe常用命令的使用

sfh_OMAPL138.exe常用命令如表2所示。

2 sfh_OMAPL138.exe常用命令表

以SPI flash啟動為例,準(zhǔn)備如下文件:

.        ? sfh_OMAPL138.exe,來源于OMAP-L138_FlashAndBootUtils_2_40工具包。

.       ? ubl-spi_ais.bin,來源于OMAP-L138_FlashAndBootUtils_2_40工具包。

.        ? u-boot.bin,來源于SDK PSP目錄下的UBoot。

.        ? u-boot-ais.bin,由UBoot編譯出的elf格式文件u-boot,通過AIS轉(zhuǎn)換工具生成。

首先將OMAL138/AM1808 EVM板設(shè)置為UART2啟動模式,S7開關(guān)設(shè)置如圖1所示。用直連串口線連接PC與EVM板,打開EVM板電源。在命令行模式下進(jìn)入目錄:OMAP-L138_FlashAndBootUtils_2_40\OMAPL138\GNU。

1 S7開關(guān)設(shè)置

3.1全局擦除flash命令

sfh_OMAPL138.exe –targetType OMAP-L138 –flashType SPI_MEM –erase

2 sfh_OMAPL138.exe –erase命令運(yùn)行界面

運(yùn)行結(jié)果如圖2所示,如果是先上電,后執(zhí)行該命令,則需要按下板子上的reset鍵輸出“BOOTME”給上位機(jī)的sfh。

3.2燒寫單個AIS格式的應(yīng)用程序

sfh_OMAP-L138.exe –targetType OMAP-L138 –flashType SPI_MEM -flash_noubl u-boot-ais.bin

OMAP-L138的RBL支持AIS格式,可以在啟動過程中通過AIS格式文件中的配置信息初始化芯片,如PLL,DDR等。這樣就可以直接將程序加載到片外內(nèi)存,而不受片上內(nèi)存大小限制,省略二級Boot。

編譯UBoot時,在UBoot根目錄下會生成一個elf格式的u-boot文件,如圖3所示,在AISgen.exe工具里添加PLL,DDR等配置參數(shù),將此文件轉(zhuǎn)換成AIS格式的bin文件,可以直接燒寫并啟動。

3 AISgen 配置界面

該命令將AIS格式的UBoot文件寫到flash的起始地址。命令執(zhí)行顯示結(jié)果如圖4所示:重新上電,從圖5啟動信息可見沒有UBL的運(yùn)行信息,是直接從UBoot運(yùn)行的。

4 sfh_OMAPL138.exe –flash_noubl命令運(yùn)行界面

 

重新上電,從圖5啟動信息可見沒有UBL的運(yùn)行信息,是直接從UBoot運(yùn)行的。

5 UBoot直接運(yùn)行界面

 

3.3燒寫UBLUBoot

sfh_OMAP-L138.exe –targetType OMAP-L138 –flashType SPI_MEM -flash ubl-spi-ais.bin u-boot.bin命令執(zhí)行結(jié)果顯示如圖5所示。該命令將ubl-spi-ais.bin寫到flash的起始地址,u-boot.bin寫到flash的0x10000的偏移地址。

6 sfh_OMAPL138.exe –flash命令運(yùn)行界面

UBL和UBoot燒寫完后,關(guān)閉EVM板電源,按圖6所示,將EVM板的S7開關(guān)設(shè)為SPI flash啟動。

7 S7開關(guān)設(shè)置為SPI Flash啟動

打開串口終端如Hyper terminal,打開EVM板電源,串口終端輸出信息如圖7所示,表示UBL和UBoot成功燒寫,并成功從SPI flash啟動

8 終端調(diào)試信息輸出

使用sfh_OMAP-L138.exe燒寫UBL和UBoot時,建議使用工具包自帶的UBL。因?yàn)閁Boot的燒寫地址,要與UBL的讀取地址一致,這樣UBL運(yùn)行時,才能正確的讀取UBoot。工具包自帶的UBL與燒寫工具保證了這一點(diǎn)。其它版本的UBL需要用戶自行確認(rèn)。

4. 根據(jù)硬件改動修改serial flash utility

開發(fā)者自己的硬件板與TI的EVM比較,會影響工具使用的不同部分可能存在于:

(1)DDR型號

(2)FLASH型號

(3)時鐘頻率

(4)UART配置

4.1 DDR參數(shù)修改

EVM板用的是mDDR,大多數(shù)用戶用的是DDR2,需要修改OMAP-L138/Common/src/device.c文件中函數(shù)Uint32 DEVICE_ExternalMemInit( )的5個DDR參數(shù)值。這個函數(shù)同樣被UBL調(diào)用,如果不用UBL,則要在AISgen界面里配置正確的DDR參數(shù)。

可使用TI提供的DDR寄存器配置工具[5]。根據(jù)DDR手冊進(jìn)行DDR參數(shù)的計算,

4.2  SPI flash

如果更改了SPI flash的硬件連接,可在OMAP-L138\Common\include\device_spi.h文件中修改配置。

#define DEVICE_SPIBOOT_PERIPHNUM (1)//選擇SPI1

#define DEVICE_SPI_UBL_HDR_OFFSET (0*1024)//ubl在SPI flash中的偏移地址

#define DEVICE_SPI_APP_HDR_OFFSET (64*1024)//application image在SPI flash中的偏移地址如果更換了與EVM板不同的SPI flash,必要時需要修改如下兩個文件:

OMAP-L138\Common\drivers\include\Spi_mem.h

OMAP-L138\Common\drivers\src\Spi_mem.c

4.3  NAND flash

NAND flash的數(shù)據(jù)位寬配置在OMAP-L138\Common\include\device_async_mem.h文件中定義:

#define DEVICE_ASYNC_MEM_NANDBOOT_BUSWIDTH (DEVICE_BUSWIDTH_8BIT)

如果NAND flash更換的與EVM上的不同,必要時需要修改如下兩個文件

OMAP-L138\Common\drivers\include\Device_nand.h

OMAP-L138\Common\drivers\src\Device_nand.c

 

4.4  NOR flash

NOR flash是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備,除了時序參數(shù)之外,一般不需要修改,NOR flash相關(guān)代碼文件如下:

OMAP-L138_FlashAndBootUtils_2_40\Common\drivers\src\nor.c

OMAP-L138_FlashAndBootUtils_2_40\Common\drivers\include\nor.h

OMAP-L138\Common\src\device_async_mem.c

OMAP-L138\Common\include\device_async_mem.h

OMAP-L138_FlashAndBootUtils_2_40\Common\drivers\src\ async_mem.c

 

4.5  時鐘及PLL

如果外部輸入時鐘頻率不是24MHz,則需要OMAP-L138\Common\src\device.c文件中函數(shù)DEVICE_PLL0Init()和DEVICE_PLL1Init()的參數(shù)值。

函數(shù)原型Uint32 DEVICE_PLL0Init(Uint8 clk_src, Uint8 pllm, Uint8 prediv, Uint8 postdiv, Uint8 div1 ,Uint8 div3, Uint8 div7)中pllm是PLL的倍頻系數(shù),主頻計算公式為:

函數(shù)DEVICE_PLL1Init()參數(shù)含義與PLL0的類同,為DDR提供時鐘。

4.6  UART配置

如果系統(tǒng)主頻發(fā)生變化,相應(yīng)的模塊時鐘也改變,調(diào)試串口的分頻值需要做相應(yīng)調(diào)整,否則串口輸出會因?yàn)椴ㄌ芈什徽_而出現(xiàn)亂碼。根據(jù)不同的主頻修改OMAP-L138\Common\src\device_uart.c中DEVICE_UART_config的UART時鐘分頻系數(shù)divider的值,得到合適的UART波特率。

如果不是用UART2做為調(diào)試串口,修改OMAP-L138\Common\include\ device_uart.h文件中的DEVICE_UART_PERIPHNUM定義。

5.   OMAP-L138_FlashAndBootUtils編譯環(huán)境搭建

在根據(jù)硬件改動,修改了代碼后,需要對工具包重新編譯,生成UBL和sfh_OMAP-L138.exe。如果在Linux下使用此工具,需要在Linux下進(jìn)行編譯(具體編譯過程參考參考文獻(xiàn)4)。下面介紹如何在Windows環(huán)境下搭建OMAP-L138_FlashAndBootUtils的編譯環(huán)境。

編譯環(huán)境需要的幾個工具如下[6]:

(1)cygwin

(2).NET framework

(3)ARM Compiler tools(CodeSourcery G++ Lite)

(4)C6x Compiler Tools

(5)CCSV5

 

5.1  Cygwin安裝

從http:/ / www. cygwin. com/下載并運(yùn)行在線安裝工具setup.exe,注意安裝路徑中不能帶有空格。具體步驟如下:

1)  選擇從互聯(lián)網(wǎng)安裝;也可以選擇先下載,再從本地安裝。

9 cygwin安裝界面1

 

2)  選擇安裝路徑。

10 cygwin安裝界面2

 

3)  可選擇直接連接或使用代理。

11 cygwin安裝界面3

4)  選擇從哪個網(wǎng)址或者服務(wù)器上進(jìn)行下載。

12 cygwin安裝界面4

5)  選擇安裝包

13 cygwin安裝界面4

一般選擇以下三項,其他默認(rèn)即可。

• Devel-->make: The GNU version of the 'make' utility

• Devel-->subversion: A version control subsystem

• Editor-->vim (or similar)

安裝后要先運(yùn)行一次cygwin 后,才會在cygwin/home/下出現(xiàn)Administrator 目錄,進(jìn)入該目錄,修改.bashrc。

同時,需要驗(yàn)證變量TMP和TEMP是否包含/tmp。使用如下命令:

echo $TMP

echo $TEMP

如果找不到"unset TMP" and "unset TEMP",可在cygwin\home\[user]\.bashrc 文件中添加如下命令創(chuàng)建:

export TMP=/tmp

export TEMP=/tmp

設(shè)置完后,重新打開cygwin即可。至此,cygwin安裝完成。

 

5.2  NET framework

從下面網(wǎng)址下載安裝最新的.NET Framework(4.0或者更高的版本)

http:/ / www. microsoft. com/downloads/details.aspx?FamilyID=9cfb2d51-5ff4-4491-b0e5-b386f32c0992&amp;displaylang=en

安裝默認(rèn)路徑為C盤。然后將C#編譯器路徑添加到windows系統(tǒng)環(huán)境變量中。進(jìn)入目錄

C:\WINDOWS\Microsoft.NET\Framework查看軟件的版本號并復(fù)制,如

C:\WINDOWS\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319。然后右鍵我的電腦->屬性->高級->環(huán)境變量,如圖13所示,選擇系統(tǒng)變量中的path 點(diǎn)擊編輯,在原有變量值后粘帖添加剛剛復(fù)制的內(nèi)容,路徑之間以’;’分隔。至此,Net Framework安裝結(jié)束。

14 windows環(huán)境變量設(shè)置

5.3  C6x Compiler Tools

在CCSV5安裝目錄下ccsv5\tools\compiler\c6000_7.3.4即為C6x編譯器目錄,在CCSV3.3下的路徑為CCStudio_v3.3\C6000\cgtools\bin。如果沒有安裝CCS,從下面網(wǎng)址下載TI的C6x 編譯工具并安裝,如不確認(rèn)版本則下載最新版本。

https:/ / www-a. ti. com/ downloads/ sds_support/ TICodegenerationTools/download. htm

將C6x編譯器路徑添加到windows環(huán)境變量。

 

5.4  ARM Compiler tools(CodeSourcery G++ Lite)

從下面網(wǎng)址下載安裝GCC交叉編譯器。注意交叉編譯工具的安裝目錄名不能含有空格,否則編譯時會報錯。

https://sourcery.mentor.com/sgpp/lite/arm/portal/release858

修改OMAP-L138_FlashAndBootUtils_2_40\Common\build.mak文件中的ARM_TOOLS_PATH變量為交叉編譯器的安裝路徑。例如ARM_TOOLS_PATH?=C:\\CodeSourcery\\arm-2009q1-203\\

 

5.5  CCSV5

如果需要用CCS編譯工程,則安裝CCS。

6. 編譯OMAP-L138_FlashAndBootUtils

6.1查看環(huán)境變量

打開cygwin,輸入export,查看環(huán)境變量是否設(shè)置成功。顯示如下,黑色加粗的目錄為之前添加的環(huán)境變量。

如未添加成功,可以使用如下命令添加:

export PATH=<arm-compiler-root>/bin:<MS-.NET-Root>:<C6000-Compiler-Root>/bin:$PATH

6.2 編譯工具包

cd OMAP-L138

如果只是編譯命令行工具(如sfh_OMAP-L138),而不需要重新編譯CCS 工程,則進(jìn)入GNU目錄進(jìn)行編譯;如果只需要重新編譯CCS工程,則進(jìn)入CCS目錄進(jìn)行編譯;如果兩者都需要,則在OMAP-L138這個目錄進(jìn)行編譯。編譯命令如下:

make clean

make

7. 使用serial flash utility常見問題及解決方法

7.1收不到“BOOTME”

在帶電情況下,復(fù)位芯片,如果還是收不到正確的“BOOTME”,檢查BOOTMODE設(shè)置,串口終端波特率等參數(shù)設(shè)置,串口線連接方式。

7.2 停在Waiting for SFT on the OMAP-L138…

如圖14 所示,這種情況的原因通常有兩種:一是由于DDR 參數(shù)配置不正確從而導(dǎo)致程序運(yùn)行異常,不能返回正確的指令給主機(jī);二是硬件原因,可能是焊接,或硬件連接上的錯誤造成的??梢酝ㄟ^仿真器連接目標(biāo)板用BSL庫提供的測試程序驗(yàn)證一下DDR,和相應(yīng)的flash。如果沒有仿真器,可以通過間接的方法,比如用AISgen 工具包里提供的UART 啟動工具UartHost.exe 來加載運(yùn)行測試程序,檢測DDR,flash 等,將測試結(jié)果通過串口回傳顯示,或者設(shè)置GPIO的狀態(tài)來反映。

15 sfh_OMAP-L138.exe命令運(yùn)行異常

7.3 燒寫中途停止

如圖15所示,燒寫在中途停止,這種情況通常是因?yàn)镈DR工作不穩(wěn)定,原因可能是DDR布線問題導(dǎo)致信號完整性差,可以嘗試降低DDR時鐘,并用示波器測量信號質(zhì)量。

DDR不穩(wěn)定也可能表現(xiàn)在能成功燒寫,但運(yùn)行不正常,通常表現(xiàn)為串口打印停在解壓或啟動內(nèi)核階段。

16 sfh_OMAP-L138.exe命令運(yùn)行異常信息

7.4 啟動后串口沒打印

燒寫成功,啟動后串口沒打印,檢查U-boot里的調(diào)試串口配置,默認(rèn)為UART2。

參考文獻(xiàn):

(1) http://sourceforge.net/projects/dvflashutils/files/OMAP-L138/v2.40/

(2) AISgen工具下載地址:http://www-s.ti.com/sc/techlit/sprab41.zip

(3) http://www.ti.com/lit/an/spraba5b/spraba5b.pdf

(4) http://processors.wiki.ti.com/index.php/Serial_Boot_and_Flash_Loading_Utility_for_OMAP-L138

(5) http://processors.wiki.ti.com/images/d/db/MDDR_DDR2_Memory_Controller_Register_Calc_Rev4.zip

(6) http://processors.wiki.ti.com/index.php/Rebuilding_the_Flash_and_Boot_Utils_Package

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