at91rm9200启动过程教程

at91rm9200启动过程教程

系统上电，检测BMS，选择系统的启动方式，如果BMS为高电平，则系统从片内ROM启动。AT91RM9200的ROM上电后被映射到了0x0和0x100000处，在这两个地址处都可以访问到ROM。由于9200的ROM中固化了一个BOOTLOAER程序。所以PC从0X0处开始执行这个BOOTLOAER(准确的说应该是一级BOOTLOADER)。这个BOOTLOER依次完成以下步骤： 1、PLL SETUP，设置PLLB产生48M时钟频率提供给USB DEVICE。同时DEBUG USART也被初始化为48M的时钟频率； 2、相应模式下的堆栈设置； 3、检测主时钟源（Main oscillator）； 4、中断控制器（AIC）的设置； 5、C 变量的初始化； 6、跳到主函数。
完成以上步骤后，我们可以认为BOOT过程结束，接下来的就是LOADER的过程，或者也可以认为是装载二级BOOTLOER。AT91RM9200按照DATAFLASH、EEPROM、连接在外部总线上的8位并行FLASH的顺序依次来找合法的BOOT程序。所谓合法的指的是在这些存储设备的开始地址处连续的存放的32个字节，也就是8条指令必须是跳转指令或者装载PC的指令，其实这样规定就是把这8条指令当作是异常向量表来处理。必须注意的是第6条指令要包含将要装载的映像的大小。关于如何计算和写这条指令可以参考用户手册。一旦合法的映像找到之后，则BOOT程序会把找到的映像搬到SRAM中去，所以映像的大小是非常有限的，不能超过16K-3K的大小。当BOOT程序完成了把合法的映像搬到SRAM的任务以后，接下来就进行存储器的REMAP，经过REMAP之后，SRAM从映设前的0X200000地址处被映设到了0X0地址并且程序从0X0处开始执行。而ROM这时只能在0X100000这个地址处看到了。至此9200就算完成了一种形式的启动过程。如果BOOT程序在以上所列的几种存储设备中找到合法的映像，则自动初始化DEBUG USART口和USB DEVICE口以准备从外部载入映像。对DEBUG口的初始化包括设置参数115200 8 N 1以及运行XMODEM协议。对USB DEVICE进行初始化以及运行DFU协议。现在用户可以从外部（假定为PC平台）载入你的映像了。在PC平台下，以WIN2000为例，你可以用超级终端来完成这个功能，但是还是要注意你的映像的大小不能超过13K。一旦正确从外部装载了映像，接下来的过程就是和前面一样重映设然后执行映像了。我们上面讲了BMS为高电平，AT91RM9200选择从片内的ROM启动的一个过程。如果BMS为低电平，则AT91RM9200会从片外的FLASH启动，这时片外的FLASH的起始地址就是0X0了，接下来的过程和片内启动的过程是一样的，只不过这时就需要自己写启动代码了，至于怎么写，大致的内容和ROM的BOOT差不多，不同的硬件设计可能有不一样的地方，但基本的都是一样的。由于片外FLASH可以设计的大，所以这里编写的BOOTLOADER可以一步到位，也就是说不用像片内启动可能需要BOOT好几级了，目前AT91RM9200上使用较多的bootloer是u-boot，这是一个开放源代码的软件，用户可以自由下载并根据自己的应用配置。
总的说来，笔者以为AT91RM9200的启动过程比较简单，ATMEL的服务也不错，不但提供了片内启动的功能，还提供了UBOOT可供下载。笔者写了一个BOOTLODER从片外的FLASHA启动，效果还可以。

uboot结构与使用
uboot是一个庞大的公开源码的软件。他支持一些系列的arm体系，包含常见的外设的驱动，是一个功能强大的板极支持包。其代码可以 http://sourceforge.net/projects/u-boot下载

在9200上，为了启动uboot，还有两个boot软件包，分别是loader和boot。分别完成从sram和flash中的一级boot。其源码可以从atmel的官方网站下载。

我们知道，当9200系统上电后，如果bms为高电平，则系统从片内rom启动，这时rom中固化的boot程序初始化了debug口并向其发送'c'，这时我们打开超级终端会看到ccccc...。这说明系统已经启动，同时xmodem协议已经启动，用户可以通过超级终端下载用户的bootloader。作为第一步，我们下载loader.bin.loader.bin将被下载到片内的sram中。这个loder完成的功能主要是初始化时钟，sdram和xmodem协议，为下载和启动uboot做准备。当下载了loader.bin后，超级终端会继续打印：ccccc....。这时我们就可以下在uboot了。uboot将被下载到sdram中的一个地址后并把pc指针调到此处开始执行uboot。接着我们就可以在终端上看到uboot的shell启动了，提示符uboot>，用户可以uboot>help 看到命令列表和大概的功能。uboot的命令包含了对内存、flash、网络、系统启动等一些命令。

如果系统上电时bms为低电平，则系统从片外的flash启动。为了从片外的flash启动uboot,我们必须把boot.bin放到0x0地址出，使得从flash启动后首先执行boot.bin，而要少些boot.bin，就要先完成上面我们讲的那些步骤，首先开始从片内rom启动uboot。然后再利用uboot的功能完成把boot.bin和uboot.gz烧写到flash中的目的，假如我们已经启动了uboot,可以这样操作：

uboot>protect off all

uboot>erase all

uboot>loadb 20000000

uboot>cp.b 20000000 10000000 5fff

uboot>loadb 21000000

uboot>cp.b 210000000 10010000 ffff

然后系统复位，就可以看到系统先启动boot，然后解压缩uboot.gz，然后启动uboot。注意，这里uboot必须压缩成.gz文件，否则会出错。

怎么编译这三个源码包呢，首先要建立一个arm的交叉编译环境，关于如何建立，此处不予说明。建立好了以后，分别解压源码包，然后修改Makefile中的编译器项目，正确填写你的编译器的所在路径。

对loader和boot，直接make。对uboot,第一步：make_at91rm9200dk,第二步：make。这样就会在当前目录下分别生成*.bin文件,对于uboot.bin，我们还要压缩成.gz文件。

也许有的人对loader和boot搞不清楚为什么要两个，有什么区别吗？首先有区别，boot主要完成从flash中启动uboot的功能，他要对uboot的压缩文件进行解压，除此之外，他和loader并无大的区别，你可以把boot理解为在loader的基础上加入了解压缩.gz的功能而已。所以这两个并无多大的本质不同，只是他们的使命不同而已。

特别说名的是这三个软件包都是开放源码的，所以用户可以根据自己的系统的情况修改和配置以及裁减，打造属于自己系统的bootloder。