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求一种从NAND闪存中启动U-BOOT的设计方案

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 U-BOOT是什么 NAND闪存工作原理是什么从NAND闪存启动U-BOOT的设计思路 0
2021-4-27 07:00:42　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × 蔡晓丽该类别下有 4 个回答。邀请回答 nishixupang 该类别下有 4 个回答。邀请回答蓝卓玟该类别下有 3 个回答。邀请回答 njnqn 该类别下有 3 个回答。邀请回答余习裕该类别下有 3 个回答。邀请回答 lxmlau 该类别下有 3 个回答。邀请回答繎77 该类别下有 3 个回答。邀请回答华捷艾米该类别下有 3 个回答。邀请回答 cmh9 该类别下有 3 个回答。邀请回答胡扯123 该类别下有 2 个回答。邀请回答 hnui2002 该类别下有 2 个回答。邀请回答刷机大师看风景该类别下有 2 个回答。邀请回答 JASONbzyhzlq 该类别下有 2 个回答。邀请回答唢呐讲师该类别下有 2 个回答。邀请回答 60user136 该类别下有 2 个回答。邀请回答打杂的该类别下有 2 个回答。邀请回答灿烂是光芒？该类别下有 2 个回答。邀请回答 h1654155957.9697 该类别下有 2 个回答。邀请回答 cwh235 该类别下有 2 个回答。邀请回答文艺复兴的凯撒该类别下有 2 个回答。邀请回答举报张小林相关推荐 • 为什么我用nand erase擦除整个nand flash芯片后U-boot还是能启动？ 2990 • imx28是否支持U-Boot中的网络？ 246 • 浅析U-Boot NAND FLASH驱动 2214 • U-Boot NAND FLASH移植 2801 • DM8168 U-Boot烧写问题 3100 • 8168 emv nand u-boot问题，急救 1736 • 为什么UUU qspi写入闪存不会导致U-boot以正确的启动设置运行并打开电源？ 439 • 求一种在U-BooT中嵌入千兆网络功能的方法 995 • 如何解决使用JLINK烧写u-boot报错问题？ 1494 • 如何在Linux用户空间修改U-boot配置？ 252 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 　　引言　　随着嵌入式系统的日趋复杂，它对大容量数据存储的需求越来越紧迫。而嵌入式设备低功耗、小体积以及低成本的要求，使硬盘无法得到广泛的应用。NAND闪存设备就是为了满足这种需求而迅速发展起来的。目前关于U-BOOT的移植解决方案主要面向的是微处理器中的NOR 闪存，如果能在微处理器上的NAND 闪存中实现U-BOOT的启动，则会给实际应用带来极大的方便。　　U-BOOT简介　　U-BOOT 支持ARM、 PowerPC等多种架构的处理器，也支持Linux、NetBSD和VxWorks等多种操作系统，主要用来开发嵌入式系统初始化代码bootloader。bootloader是芯片复位后进入操作系统之前执行的一段代码，完成由硬件启动到操作系统启动的过渡，为运行操作系统提供基本的运行环境，如初始化CPU、堆栈、初始化存储器系统等，其功能类似于PC机的BIOS。U-BOOT执行流程图如图1所示。　　　　图1 U-BOOT启动流程图　　NAND闪存工作原理　　S3C2410开发板的NAND闪存由NAND闪存控制器（集成在S3C2410 CPU中）和NAND闪存芯片（K9F1208U0A）两大部分组成。当要访问NAND闪存芯片中的数据时，必须通过NAND闪存控制器发送命令才能完成。所以， NAND闪存相当于S3C2410的一个外设，而不位于它的内存地址区。　　NAND闪存（K9F1208U0A）的数据存储结构分层为：1设备（Device） = 4096 块（Block）;1块= 32页/行（Page/row）;1页= 528B = 数据块（512B） + OOB块（16B）在每一页中，最后16个字节（又称OOB）在NAND闪存命令执行完毕后设置状态，剩余512个字节又分为前半部分和后半部分。可以通过NAND闪存命令00h/01h/50h分别对前半部、后半部、OOB进行定位，通过NAND闪存内置的指针指向各自的首地址。　　NAND闪存的操作特点为：擦除操作的最小单位是块；NAND闪存芯片每一位只能从1变为0，而不能从0变为1，所以在对其进行写入操作之前一定要将相应块擦除；OOB部分的第6字节为坏快标志，即如果不是坏块该值为FF，否则为坏块；除OOB第6字节外，通常用OOB的前3个字节存放NAND闪存的硬件ECC（校验寄存器）码；　　从NAND闪存启动U-BOOT的设计思路　　如果S3C2410被配置成从NAND闪存启动，上电后，S3C2410的NAND闪存控制器会自动把NAND闪存中的前4K数据搬移到内部RAM中，并把0x00000000设置为内部RAM的起始地址， CPU从内部RAM的0x00000000位置开始启动。因此要把最核心的启动程序放在NAND闪存的前4K中。　　由于NAND闪存控制器从NAND闪存中搬移到内部RAM的代码是有限的，所以，在启动代码的前4K里，必须完成S3C2410的核心配置，并把启动代码的剩余部分搬到RAM中运行。在U-BOOT中，前4K完成的主要工作就是U-BOOT启动的第一个阶段（stage1）。　　根据U-BOOT的执行流程图，可知要实现从NAND闪存中启动U-BOOT，首先需要初始化NAND闪存，并从NAND闪存中把U-BOOT搬移到RAM中，最后需要让U-BOOT支持NAND闪存的命令操作。　　开发环境　　本设计中目标板硬件环境如下：CPU为S3C2410，SDRAM为HY57V561620，NAND闪存为64MB的K9F1208U0A。　　主机软件环境为Redhat9.0、 u-boot-1.1.3、gcc 2.95.3。修改U-BOOT的Makefile，加入：　　wch2410_config ： unconfig 　　@./mkconfig $（@：_config=） arm arm920t wch2410 NULL s3c24x0 　　即将开发板起名为wch2410，接下来依次进行如下操作：　　mkdir board/wch2410 　　cp board/smdk2410 board/wch2410 　　mv smdk2410.c wch2410.c 　　cp include/configs/smdk2410.h include/configs/wch2410.h 　　export PATH=/usr/local/arm/2.95.3/bin：$PATH 　　最后执行：　　make wch2410_config 　　make all ARCH=arm 　　生成u-boot.bin，即通过了测试编译。　　具体设计　　支持NAND闪存的启动程序设计　　因为U-BOOT的入口程序是/cpu/arm920t/start.S，故需在该程序中添加NAND闪存的复位程序，以及实现从NAND闪存中把U-BOOT搬移到RAM中的功能程序。　　首先在/include/configs/wch2410.h中加入CONFIG_S3C2410_NAND_BOOT，如下：　　#define CONFIG_S3C2410_NAND_BOOT 1？？ @支持从NAND 闪存中启动　　然后在/cpu/arm920t/start.S中添加　　#ifdef CONFIG_S3C2410_NAND_BOOT 　　copy_myself：　　mov r10， lr 　　ldr sp， DW_STACK_START　　@安装栈的起始地址　　mov fp， #0　　　　　　　　　　@初始化帧指针寄存器　　bl nand_reset　　　　　　　　@跳到复位C函数去执行，执行NAND闪存复位　　。..。..。　　/从NAND闪存中把U-BOOT拷贝到RAM/ 　　ldr r0， =UBOOT_RAM_BASE　　@ 设置第1个参数： UBOOT在RAM中的起始地址　　mov r1， #0x0　　　　　　　　@ 设置第2个参数：NAND闪存的起始地址　　mov r2， #0x20000　　　　　@ 设置第3个参数： U-BOOT的长度（128KB）　　bl nand_read_whole　　　　@ 调用nand_read_whole（），把NAND闪存中的数据读入到RAM中　　tst r0， #0x0　　　　　　　　@ 如果函数的返回值为0，表示执行成功　　beq ok_nand_read　　　　　　@ 执行内存比较，把RAM中的前4K内容与NAND闪存中的前4K内容进行比较，如果完全相同，则表示搬移成功　　其中，nand_reset （），nand_read_whole（）被加在/board/wch2410/wch2410.c中。　　支持U-BOOT命令设计　　在U-BOOT下对nand闪存的支持主要是在命令行下实现对nand闪存的操作。对nand闪存实现的命令为：nand info（打印nand Flash信息）、nand device（显示某个nand闪存设备）、nand read（读取nand闪存）、nand write（写nand闪存）、nand erease（擦除nand闪存）、nand bad（显示坏块）等。　　用到的主要数据结构有：struct nand_flash_dev、struct nand_chip。前者包括主要的芯片型号、存储容量、设备ID、I/O总线宽度等信息；后者是具体对NAND闪存进行操作时用到的信息。　　a. 设置配置选项　　修改/include/configs/wch2410.h，主要是在CONFIG_COMMANDS中打开CFG_CMD_NAND选项。定义NAND闪存控制器在SFR区中的起始寄存器地址、页面大小，定义NAND闪存命令层的底层接口函数等。　　b. 加入NAND闪存芯片型号　　在/include/linux/mtd/ nand_ids.h中对如下结构体赋值进行修改：　　static struct nand_flash_dev nand_flash_ids［］ = { 　　。..。.. 　　{“Samsung K9F1208U0A”， NAND_MFR_SAMSUNG， 0x76， 26， 0， 3， 0x4000， 0}，　　。..。..。　　} 　　这样对于该款NAND闪存芯片的操作才能正确执行。　　c. 编写NAND闪存初始化函数　　在/board/wch2410/wch2410.c中加入nand_init（）函数。　　void nand_init（void）　　{ 　　/* 初始化NAND闪存控制器，以及NAND闪存芯片 / 　　nand_reset（）; 　　/ 调用nand_probe（）来检测芯片类型 */ 　　printf （“%4lu MB/n”， nand_probe（CFG_NAND_BASE）》》 20）; 　　} 　　该函数在启动时被start_armboot（）调用。　　最后重新编译U-BOOT并将生成的u-boot.bin烧入NAND闪存中，目标板上电后从串口输出如下信息：　　U-Boot 1.1.3 （Nov 14 2006 - 11:29:50）　　U-Boot code： 33F80000 -》 33F9C9E4 BSS： -》 33FA0B28 　　RAM Configuration：　　Bank #0： 30000000 64 MB 　　## Unknown Flash on Bank 0： ID 0xffff， Size = 0x00000000 = 0 MB 　　Flash： 0 kB 　　NAND： 64 MB 　　In：　 serial 　　Out： serial 　　Err： serial 　　Hit any key to stop autoboot： 0 　　wch2410 # 　　结语　　以往将U-BOOT移植到ARM9平台中的解决方案主要针对的是ARM9中的NOR闪存，因为NOR闪存的结构特点致使应用程序可以直接在其内部运行，不用把代码读到RAM中，移植过程相对简单。从NAND闪存中启动U-BOOT的设计难点在于NAND闪存需要把U-BOOT的代码搬移到RAM中，并要让U-BOOT支持NAND闪存的命令操作。本文介绍了实现这一设计的思路及具体程序。移植后，U-BOOT在嵌入式系统中运行良好。

2021-4-27 10:58:15 评论举报黄勇