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分类: LINUX

2009-11-03 10:23:52

在U-boot下实现自动识别启动Flash的原理(针对S3C24x0)

有网友给我一个建议,是否可以同时支持64MB的flash和128MB的flash,我想了一下觉得可行,再想一下觉得还可以实现自动识别Nor boot 还是 Nand boot。 所以在移植u-boot-2009.08的时候,我决定实现这两个功能。
其实实现这两个功能是只需要修改start.S文件和nand_read.c文件即可,关键在于检测手段,以下分别介绍我在u-boot-2009.08中实现的S3C2440启动识别flash的原理。


一、启动识别nand boot or Nor boot(此办法已废止,更好的方法如下)
找到识别 nand boot 和 nor boot 的方法,其实也是在自己犯的一个错误中找到的。
当我在使用nand boot的时候,想使用操作Nor flash的命令,但是一用就死机,我一开始以为是操作flash的程序错了.
但我找了半天都没有找到错误,最后终于发现:原来这是S3C2440芯片的机制的问题,在硬件上设为Nand boot的时候,作为Nor boot的那个分区没有被映射到相应的地址.
也就是说,将mini2440的启动选择开关打在Nand boot的时候,Nor flash硬件上是不可用的。但是在Nand boot启动后,你再把开关拨到Nor boot,又可以操作Nor flash了。
在将mini2440的启动开关打在nand boot的时候,读取nor flash,得到的都是0。
利用这一点,我在启动的时候,只需读取nor flash中4K(和nand boot原理有关)之后的一段数据,如果都是0,证明是Nand boot,否则为Nor boot。
4K之后多少和uboot有关,太后面了可能出现连续的0,所以我用16进制查看器看了下uboot的bin文件,确定在8K左右不可能出现连续16个字的0。
 
所以我在一启动的时候读取地址为0x2000处的数据,如果检测到非零数,就启动Nor boot的自拷贝程序,否则跳到Nand boot程序。
一、启动识别nand boot or Nor boot(新方案)
在使用了以前的识别方案之后,有网友觉得不好,不保险,有点碰巧的感觉。其实我也一直对这个方案不满意。但是一直没有找到更好的解决方案。今天又有朋友对我说:“觉得那样的做法有点像碰运气,并不是佷正规的方式”所以我决定一定要把这个东西更好的解决掉。我又把2440的数据手册的《第五章 存储器控制器》看了一遍,最后在Nor boot和Nand boot的启动的存储器映射上找到了出路,下面我慢慢道来:
    先请大家看《第五章 存储器控制器》中的《Figure 5-1. S3C2440A Memory Map after Reset》(也就是那个映射图),从理论上来讲,对于0x40000000以后的内存,只有在Nor boot的时候才存在;而在nand
boot 的时候他被映射到了0x00000000,在
0x40000000以后不存在内存。如果我们在启动的时候,将一些特定的数据写入0x40000000~0x40001000之间,那么按照数据手册上的说法,如果回读的结果和写入的一致说明是nor boot,否则就是nand boot!
     这种办法理论上是通的,但是实际上,那个图是错的!!通过我的实验,正真的映射图如下:
从上图我们可以看出,无论是Nor boot还是nand boot ,这4K的内部SRAM都被映射到了0x40000000,而在nand boot的时候,这块内存同时还被映射到了0x00000000那么一开始提出的办法就不可行了,而且在nand boot 的时候写入0x40000000~0x40001000还会破坏自身的程序。

但是通过上面的图,我想到了解决的办法:
在启动的时候,用程序
0x40000000~0x40001000中的某些位置清零,如果回读0x00000000~0x00001000中的相应位置后为零,说明是Nand boot,如果是原来的数据(一定要选非零的位置)就是Nor boot。判断完后如果是nand boot,还要恢复被改动的数据,再进入自拷贝阶段。
   只要检测的位置合理,这方法是可行的。现在的关键是选什么位置的数据最好呢?经过查看源码,我选择了在start.S文件开头,全局中断向量之后的:

.balignl 16,0xdeadbeef


选这个数据作为检测位置的理由如下:
(1)他是非零数,而且数据是确定的:0xdeadbeef;
(2)他的位置是固定的:
0x0000003c0x4000003c);
(3)他在检测程序之前,不会影响程序的向下运行;
(4)他不属于程序,他是一个程序中的魔数(Magic Number),用魔数来检测也比较合理


所以我最后的检测步骤是:
在启动的时候,将0x4000003c位置开始的四个字节清零,然后读取0x0000003c位置开始的四个字节。如果回读的结果为零,说明是nand boot,否则就是Nor boot(为了保险还可以判断是否为0xdeadbeef,不是的话就说明有未知错误,死循环!)。但是最后有一点很重要:如果是Nand boot,必须要复原清零的数据。原因是:在nand boot过后,会核对内部SRAM中的4K程序,和从Nand中拷贝到SDRAM的前4K程序是否一致,如果不一致会进入死循环。

通过这次的实验,让我有更深刻的理解了24x0的启动机制。


二、启动识别nand flash
实现识别nand flash的识别其实非常简单。
就是在执行Nand boot程序的时候,

读取NFCONF寄存器的0~3bit的数
据,以检查硬件上Nand flash的配置,然后根据配置跳转到相应的自拷贝程序。

具体的实现请看u-boot-2009.08 for mini2440 patch release和S3C2440的数据手册。

之前的方法已停用,使用buserror的代码后,改为读取芯片ID来检测Nand Flash,此法更为科学。


欢迎各位看官提出质疑,并评论,以找出更好的办法来改进检测机制!



阅读(15345) | 评论(11) | 转发(26) |
给主人留下些什么吧!~~

kangear2013-01-23 16:32:21

博主好,早些时候就看到你这篇文章了,不过一直是学习,没有能力去实践。这几天学习了裸机时,想起来了这篇文章。NandFlash启动后 就用汇编简单的写了在0x10处写一个数据,然后翻到0x40000010处看到,一样的变化!当初想着我要把Uboot学习精了,才会知道验证方法,今天发现并没有那么难。用的工具就是裸机用的ADS2.2,直接打开,直接用str往0x10处写,就可以看到0x40000010处也是这个值,反复试验都可以。

pursuitxh2011-03-21 17:37:12

iamxzg的方法很简单啊

chinaunix网友2010-11-29 11:33:38

博主的意思我大概明白了,就是说博主移植后的Uboot不管是NAND和NOR都可以启动。 那官方的Uboot是不是不支持NAND和NOR双启动呢?如果不支持双启动,那么官方的Uboot支持的是哪种启动方式呢?

chinaunix网友2010-11-28 12:45:20

请教楼主,关于自动识别norboot和nandbot的问题,楼主回复说 “这样就不用区分nor boot或者nand boot的bin文件了,一个bin文件烧到nor和nand都可以。” 那也就是说对于uboot来说,norboot和nandboot要make两个bin文件了?怎么make呢?是要改code?还是有什么配置项?又或者有特殊的工具来完成呢? 这块一直没有搞明白,因为看uboot的源码,relocate部分仅仅简单的把code从flash中copy到ram中,并没有针对nand和nor做不同的处理。还请楼主指教。

chinaunix网友2010-10-23 00:24:13

楼上正解,网上广为流传的ADS下的2440init.s文件用的就是这个方法

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