使用SD卡烧写U-Boot到开发板的详细教程
目录
开发板启动流程解析
使用SD卡烧写U-Boot的步骤
常见问题解答（FAQ）
相似概念对比：SD卡启动与Flash启动
示例代码与流程图
1. 开发板启动流程解析
在嵌入式开发中，开发板的启动流程是一个重要的概念。以下是开发板启动U-Boot的详细流程：
开发板上电后，CPU从零地址开始执行
开发板的CPU（如ARM Cortex-A8）上电后，会从零地址开始执行代码。零地址通常是一个固化在芯片中的ROM（IROM），里面包含一段由芯片厂商提供的初始化代码。
IROM代码的初始化
IROM代码的主要任务包括：
- 关闭看门狗
- 初始化CPU的协处理器
- 初始化缓存（I-Cache和D-Cache）
- 初始化时钟，使内部RAM（IRAM）能够正常工作
判断启动设备
IROM代码会根据OM开关的设置，判断从哪个外部设备启动。例如：
- 如果OM开关设置为SD卡启动，则执行SD卡中的程序。
- 如果OM开关设置为Flash启动，则执行Flash中的程序。
将U-Boot从SD卡加载到IRAM
如果OM开关设置为SD卡启动，IROM会将SD卡中的U-Boot程序加载到IRAM中执行。IRAM中的代码会初始化外部DDR内存。
将U-Boot从IRAM加载到DDR
初始化DDR内存后，U-Boot程序会被拷贝到DDR中执行。此时，U-Boot进入命令行模式，等待用户输入命令。
2. 使用SD卡烧写U-Boot的步骤
以下是通过SD卡将U-Boot烧写到开发板的具体步骤：
2.1 准备工作
安装编译器并编译U-Boot
在上一节课程中，我们已经安装了编译器并编译了U-Boot，生成了u-boot.bin文件。
将U-Boot写入SD卡
将SD卡插入电脑，使用工具（如dd命令）将u-boot.bin写入SD卡。例如：
`bash
sudo dd if=u-boot.bin of=/dev/sdX bs=1k seek=8
`
注意：/dev/sdX需要根据实际情况替换为SD卡的设备名。
设置OM开关为SD卡启动
根据开发板的硬件设计，将OM开关拨到SD卡启动模式。
2.2 使用串口调试工具
安装并打开串口调试工具
使用超级终端（如PuTTY）连接开发板的串口。设置参数如下：
- 波特率：115200
- 数据位：8
- 停止位：1
- 校验位：无
- 流控制：无
启动开发板并进入U-Boot命令行
启动开发板后，串口调试工具会显示启动信息。在倒计时结束前按下任意键，进入U-Boot命令行。
2.3 将U-Boot写入Flash
将编译好的U-Boot拷贝到开发板
将u-boot.bin文件拷贝到开发板的根目录下。
通过串口将U-Boot下载到内存
在U-Boot命令行中，输入以下命令将U-Boot下载到内存：
`bash
loadb 0x48000000
`
然后在超级终端中选择XMODEM协议，发送u-boot.bin文件。
擦除Flash并写入U-Boot
输入以下命令将U-Boot写入Flash：
`bash
erase 0x0 0x100000
cp.b 0x48000000 0x0 0x100000
`
- erase命令用于擦除Flash的指定区域。
- cp.b命令用于将内存中的数据写入Flash。
设置OM开关为Flash启动
将OM开关拨到Flash启动模式，重启开发板。此时，开发板将从Flash中启动U-Boot。
3. 常见问题解答（FAQ）
问题 答案
Q1: 为什么需要将U-Boot写入Flash？ A1: 将U-Boot写入Flash后，开发板可以独立启动，无需依赖SD卡。
Q2: 如果U-Boot烧写失败，如何恢复？ A2: 使用SD卡重新烧写U-Boot，或者通过JTAG调试工具恢复。
Q3: 为什么需要设置OM开关？ A3: OM开关用于指定开发板的启动设备（SD卡或Flash）。
Q4: 如何检查U-Boot是否成功写入Flash？ A4: 重启开发板，观察是否从Flash启动U-Boot。
Q5: 如何通过串口发送文件？ A5: 使用超级终端的XMODEM协议发送文件。
4. 相似概念对比：SD卡启动与Flash启动
特性 SD卡启动 Flash启动
启动设备 SD卡 Flash
依赖性 需要SD卡 不依赖SD卡
适用场景 开发调试 量产部署
启动速度 较慢 较快
数据持久性 不持久 持久
5. 示例代码与流程图
5.1 示例代码
以下是通过串口下载U-Boot的完整命令：
`bash
将U-Boot下载到内存
loadb 0x48000000
擦除Flash的指定区域
erase 0x0 0x100000
将内存中的U-Boot写入Flash
cp.b 0x48000000 0x0 0x100000
`
5.2 流程图
以下是开发板启动流程的时序图：
sequenceDiagram
participant CPU
participant IROM
participant SD卡
participant DDR
participant Flash
CPU->>IROM: 上电后执行IROM代码
IROM->>IROM: 初始化硬件
IROM->>SD卡: 判断OM开关是否为SD卡启动
SD卡->>IROM: 将U-Boot加载到IRAM
IROM->>DDR: 初始化DDR内存
DDR->>DDR: 将U-Boot拷贝到DDR
DDR->>CPU: 执行U-Boot命令行
CPU->>Flash: 将U-Boot写入Flash
通过本文的详细讲解，您应该能够熟练掌握如何通过SD卡将U-Boot烧写到开发板。希望对您的嵌入式开发之旅有所帮助！