X-002 Exyson4412芯片启动过程分析

Posted 2020-08-20 LoTGu

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。

Ÿ   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。

Ÿ   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。

Ÿ   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。

Ÿ   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