uboot 的全称是 Universal Boot Loader，是一个主要用于嵌入式系统的引导加载程序，可以支持多种不同的计算机系统结构，包括PPC、ARM、AVR32、MIPS、x86、68k、Nios与MicroBlaze。这也是一套在GNU通用公共许可证之下发布的自由软件。uboot 是一个遵循 GPL 协议的开源软件， uboot 是一个裸机（无操作系统）代码，可以看作是一个裸机综合例程。

1.2 uboot定制的级别与层次

（1）Uboot的官方版本

U-Boot | DENX

uboot 是一个主要用于嵌入式系统的引导加载程序，可以支持多种不同的计算机系统结构，包括PPC、ARM、AVR32、MIPS、x86、68k、Nios与MicroBlaze。

uboot 官方的 uboot 源码主要是为半导体厂商准备的。

（2）CPU架构的定制

一个新的硬件电路板，只能选用其中一款CPU架构，因此，需要定制化uboot的CPU架构。

（3）SOC半导体芯片厂家的定制

不同的soc芯片厂家，虽然CPU架构可能相同，如都是ARM CPU核。但SOC芯片内部的架构和内部外设控制器的组成可能是不相同的。不同厂家的SOC芯片，其内部的外设控制器的个数、外设控制器的寄存器的定义、SOC内部的架构、内部的总线、连接关系有可能都不相同。

因此，SOC芯片厂家需要修正uboot官网提供的源代码。

半导体厂商会下载 uboot 官方的 uboot 源码，然后将自家相应的芯片移植进去。

也就是说半导体厂商会自己维护一个版本的 uboot，这个版本的 uboot 相当于是他们定制的。

如NLP：uboot-imx - i.MX U-Boot

（4）开发版本厂家公开版本

开发版本厂家会采用SOC芯片厂家的芯片，再叠加一定的外设，生产出自己的特定领域应用的通用开发板。开发板厂家，提供SOC芯片厂家没有的外设，且不同外设厂家，会设计不同的外设电路和整个硬件电路板的电路。因此，开发板厂家根据自身开发板的需要，进行了部分修改，生成自己的版本。

野火提供的 uboot 下载链接：
ebf_linux_uboot: 野火所有Linux系列产品使用的uboot源码仓库

git clone https://gitee.com/Embedfire/ebf_linux_uboot.git

//切换 ebf_v2020_10_imx 分支

git checkout ebf_v2020_10_imx

（5）设备厂家私有版本

设备厂家一般不会直接用 uboot 官方的 U-Boot 源码, 不同的设备厂家，其底层硬件是不相同的，设备厂家可能会基于前面提到的版本，再进一步对uboot进行修改，生成自己的私有版本。

设备生产厂家生产的硬件，才是正在满足特定业务需要的硬件产品。

1.3 设备厂家对uboot的选择

不同层面的uboot定制，采用的方法是不相同的。

文本重点探讨设备厂家如何基于开发板厂家提供的uboot，定制化自己产品的uboot。

设备厂家的硬件和Uboot有几种选择：

（1）基于芯片厂家的SOC芯片，全新设计电路板 =》可以选择基于SOC芯片厂家的uboot版本，进行裁剪和适配。

（2）基于开发板厂家提供的参考版，设计自己的电路 =》可以选择基于开发板厂家的uboot版本，进行裁剪和适配。

备注：

很少有设备厂家，直接基于uboot官网提供的版本，进行裁剪和适配的。

这是因为，基于uboot官网提供的版本需要修改的内容较多。

最高效和快速的方式，就是基于开发板厂家提供的uboot进行裁剪和适配。

1.4 什么是uboot的移植

所谓uboot移植，就是把第三方的uboot的移植到自己的目标板上执行的过程。

移植工作大小，取决于自身目标板的硬件与第三方的硬件的差别。

第三方的uboot的来源，更加相似的大小，由近到远分为：

（1）组织内部，其他产品或项目使用的uboot

适用于自身产品的硬件是从组织内的其他硬件产品改进升级过来的。这适用于组织内大部分产品的研发。

（2）开发板厂家提供的uboot

适用于自身产品的硬件是基于第三方提供的开发板改进而来，或者是硬件直接使用了第三方提供的开发板。

开发板常见通常会提供uboot，然后基于该uboot进一步做定制化的开发，增加开发板厂家没有的功能，如硬件检测功能，多MAC地址，产品序列号、双uboot切换等功能。

这种方案，是很多小公司采用的方法。

如《正点原子》是开发板厂家，它们就会提供自己的开发板的uboot。

（3）SOC芯片厂家提供的uboot

适用于自身产品的硬件是基于第三方提供的开发板改进而来。

SOC芯片厂家通常也会提供自己的开发板，但为了更大的兼容性和适应性，SOC芯片厂家的开发板通常都比较复杂，是大而全的开发板。设备厂家通常根据自己业务的需求进行裁剪。

这种方案，是很多大厂采用的方法。

（4）uboot官方提供的uboot

很少有公司自己基于uboot官方提供的uboot，uboot官方支持的硬件型号大而全，它主要的任务就是适应性强和泛化能力强，因此，官方的uboot，功能都比较抽象，尽可能不做具体的特定硬件相关的功能。而实际的硬件产品，又需要特定硬件的驱动与功能。

因此，大部分设备厂家都采用前三种方案。

本文，采用最常见的方案：基于（3）SOC芯片厂家提供的uboot，如恩智浦SOC芯片为例。

使用的uboot的不是最新的，但最新的uboot移植的步骤是相似的。

第2章 uboot移植与适配的步骤 -- 编译NXP官方uboot

2.1 步骤1：下载/准备uboot参考源码

（1）uboot官网

（1）网上下载现成的uboot开源代码:Index of /pub/u-boot/

在该网站中选择与板子兼容的uboot源文件(公司中一般咨询硬件工程师)

（2）在Linux系统下解压
tar xf 压缩包名

（2）NXP官方uboot

NXP官方uboot仓库地址为：https://source.codeaurora.org/external/imx/uboot-imx官方使用的Uboot为2016.03的版本。
这里直接使用正点原子下载好的NXP官方Uboot：uboot-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga.tar.bz2。

将Uboot压缩包发送到Ubuntu虚拟机，并解压：
tar -vxjf uboot-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga.tar.bz2。

2.2 步骤2：配置uboot

（0）cd到uboot目录中

（1）设置临时环境变量

export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-

（2）清理构建

make distclean

（3）图像化配置uboot

uboot或Linux内核可以通过输入“make menuconfig”来打开图形化配置界面。

menuconfig是一套图形化的配置工具，需要ncurses库支持。ncurses库提供零一系列的API函数供调用者生成基于文本的图形界面，因此需要先在Ubuntu中安装ncurses库

sudo apt-get install build-essential
sudo apt-get install libncurses5-dev

menuconfig重点会用到两个文件：“.config”和“Kconfig”，.config文件保存着uboot的配置项，使用menuconfig配置完uboot后该文件会被更新；Kconfig文件是图形界面的描述文件，即描述界面应该有什么内容，很多目录下都会有Kconfig文件。

在打开图形化配置界面前，需要先对uboot进行一次默认配置。

之后使用“make menuconfig”命令打开图形化界面：

make menuconfig

打开后的界面如下示：

（4）或手工配置uboot

uboot可以通过 mx6ull_xxx_defconfig和 mx6ull_xxx_emmc.h文件来手工文本方式配置；其中xxx换成自己的需要的版本。

vi mx6ull_14x14_evk_emmc_defconfig

（5）生出配置文件对应的C代码

加载板级配置文件，具体的板级配置文件在 uboot 根目录下的 configs 目录下，选择emmc版本

make mx6ull_14x14_evk_emmc_defconfig

2.3 步骤3：编译uboot

配置好之后编译：

make

编译出的文件：

u-boot：编译出的ELF格式的uboot镜像文件
u-boot.bin：编译出来的二进制格式的uboot可执行镜像文件
u-boot.cfg：uboot的另一种配置文件
u-boot.imx：u-boot.bin添加头部信息以后的文件，NXP的CPU专用文件
u-boot.lds：链接脚本
u-boot.map：uboot映射文件
u-boot.srec：S-Record格式的镜像文件
u-boot.sym：uboot符号文件
u-boot-nodtb.bin：和u-boot.bin一样，u-boot-nodtb.bin的复制文件

2.4 步骤4：烧录uboot

uboot的承载体可以是：

SD卡
Flash
ROM

这里选择的SD卡。

（1）插上读卡器

使用 lsblk 命令查看磁盘设备，如下所示

（2）执行以下烧录命令

将 u-boot-dtb.imx 烧写到/dev/sdb 中。

sudo dd iflag=dsync oflag=dsync if=u-boot.imx of=/dev/sdb seek=2

烧录成功提示：

2.5 验证驱动与外设硬件

（1）连接目标板

通过串口连接目标板
把SD卡插入到目标板
配置目标板从SD启动

（2）启动目标板

检查uboot的编译时间

检查DRAM的大小：512M

（3）测试 EMMC 驱动

SD 卡和 EMMC 驱动检查，SD卡大小8GB，正常，EMMC大小为8GB，正常。

（4）LCD显示设备检查

uboot打印日志中提示LCD显示设备是Display: TFT43AB (480x272)

（5）网络设备检查

目标板使用的 PHY 芯片与NXP 官方的I.MX6ULL EVK 开发板使用的 KSZ8081 芯片一样，所以网卡驱动部分不需要修改。

（6）检查自己关心的其他设备

.............

至此，uboot编译成功，并且在开发板上运行正常。

接下来，需要修改uboot，适配自己的硬件，并且要确保在自己的目标上运行正常。

第3章 uboot移植与适配的步骤 -- 移植和定制自己的uboot

3.1 步骤1：建立自己目标板程序目录

（1）新建单板目录和文件

cd  board/freescale
cp -rf mx6ullevk/ mx6ullfire

备注：新的目标板“mx6ullfire”是基于现有的目标板“mx6ullevk”修改得到。

最终会得到目标板的工程文件如下：

mx6ullfire.c ：里写了一些 uboot 启动代码和我们对板子引脚读取的代码。
plugin.S ：用汇编写的设置 ddr 和时钟，一般不需要更改。
Makefile ：里面修改 C 文件编译后的 o 文件，有多少个就写多少个 o 文件，注意与 c 文件名字相同。
Kconfig ： (目录： board/路径/目标文件夹/Kconfig)。
imximage.cfg ： (目录： board/路径/目标文件夹)(NXP 特有的文件, 只需要修改一处即可, 这是添加头部信息的)

（2）修改主文件

进入新建的目录，进行修改文件，重命名c文件：

mv mx6ullevk.c mx6ullfire.c

（3）修改makefile

obj-y  := mx6ullfire.o

（4）修改Kconfig 文件

if TARGET_MX6ULL_FIRE

config SYS_BOARD
        default "mx6ullfire"

config SYS_VENDOR
        default "freescale"

config SYS_CONFIG_NAME
        default "mx6ullfire"

endif

（5）修改imximage.cfg 文件

PLUGIN  board/freescale/mx6ullfire/plugin.bin 0x00907000

（6）修改MAINTAINERS .cfg 文件

MX6ULLEVK BOARD
M:      Peng Fan <peng.fan@nxp.com>
S:      Maintained
F:      board/freescale/mx6ullfire/
F:      include/configs/mx6ullfire.h
F:      configs/mx6ull_fire_emmc_defconfig

3.2 步骤2：添加目标开发板默认配置文件

（1）派生配置文件

cp mx6ull_14x14_evk_emmc_defconfig   mx6ull_fire_emmc_defconfig

（2）修改配置文件

修改该文件中的下面两行内容：

CONFIG_SYS_EXTRA_OPTIONS="IMX_CONFIG=board/freescale/mx6ullfire/imximage.cfg,MX6ULL_EVK_EMMC_REWORK"
CONFIG_TARGET_MX6ULL_FIRE=y

（3）创建开发板头文件

cp include/configs/mx6ullevk.h mx6ullfire.h

（4）修改头文件

拷贝完成以后将：
#ifndef __MX6ULLEVK_CONFIG_H
#define __MX6ULLEVK_CONFIG_H
改为：
#ifndef __MX6ULLFIRE_CONFIG_H
#define __MX6ULLFIRE_CONFIG_H

mx6ullfire.h 里面有很多宏定义，这些宏定义基本用于配置 uboot，也有一些I.MX6ULL 的配置项目。如果我们自己要想使能或者禁止 uboot 的某些功能，那就在
mx6ullfire.h 里面做修改即可。mx6ullfire主要功能就是配置或者裁剪 uboot。

（5）把新增开发板添加到U-Boot 图形界面配置文件中

修改arch/arm/cpu/armv7/mx6/Kconfig文件，仿照其它单板文件，添加：

config TARGET_MX6ULL_FIRE
	bool "Support mx6ullfire"
	select MX6ULL
	select DM
	select DM_THERMAL

在末尾处添加：

source "board/freescale/mx6ullfire/Kconfig"

至此，可以通过uboot的通用的配置、编译环境来对新增加的目标板进行配置和编译了。

3.3 步骤3：新的单板编译测试

（1）配置

make menuconfig

（2）编译

make distclean
make mx6ull_fire_emmc_defconfig
make

（3）烧录

sudo dd iflag=dsync oflag=dsync if=u-boot.imx of=/dev/sdb seek=2

（4）串口验证

和原厂uboot运行效果一样，新建单板成功。

至此，可以针对针对自己的目标板修改驱动程序了。

3.4 步骤4：修改外设驱动程序

一般 uboot 中修改驱动，基本都是在 xxx.h 和 xxx.c 这两个文件中进行的， xxx 为板子名称，比如 mx6ullfire.h 和 mx6ullfire.c 这两个文件。

（1）修改LCD驱动

一般修改 LCD 驱动重点注意以下几点：

①、 LCD 所使用的 GPIO，查看 uboot 中 LCD 的 IO 配置是否正确。

②、 LCD 背光引脚 GPIO 的配置。

③、 LCD 配置参数是否正确。

如果开发板使用的是野火的5.0 寸 800x480RGB 电容触摸屏，LCD引脚配置与NXP官方一致，只需要配置参数即可：

        .mode   = 
                .name                   = "TFT800x480",
                .xres           = 800,
                .yres           = 480,
                .pixclock       = 37037,
                .left_margin    = 46,
                .right_margin   = 20,
                .upper_margin   = 22,
                .lower_margin   = 22,
                .hsync_len      = 1,
                .vsync_len      = 1,
                .sync           = 0,
                .vmode          = FB_VMODE_NONINTERLACED

然后在include/configs/mx6ullfire.h文件中，修改uboot默认环境变量设置：