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CPU上电后加载程序的流程 | 基于RK3399

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芯片上电解复位之后执行的第一段程序,在芯片中称之为Bootrom loader。这部分程序在芯片制造过程中固化到其内部的ROM空间,具备只读属性,在实际使用过程中无法修改这部分内容,这部分程序的知识产权也仅归属于芯片公司所有。其实,你也可以将Bootrom loader称之为固件。

对于ARM架构的处理器而言,芯片上电解复位后的PC通常是指向0x000000000xffff0000地址,也就是说,它会去该地址处取第一条指令、译码、执行。CPU能支持的启动模式通过硬件拨码的方式告知CPU,CPU上电解复位后内部逻辑会识别bootmode。依据识别出的bootmode决定去何处取第一条指令。假设解析bootmode后发现并不是从bootrom启动,而是从其他存储外设启动,例如norflashnandflashqspiflash等,这些外设就会变为CPU的一级启动设备,而CPU内部逻辑也会将这些启动外设的地址空间进行remap处理。

RK3399内部包含4个ARM cortex-A53以及2个cortex-A72,典型的cluster结构,cortex-A53作为小核而cortex-A72作为大核。当系统上电解复位之后,cortex-A53的core0作为第一个启动的核心,执行0xffff0000处的Bootrom loader程序。

其完整的启动流程如下图所示:

+--------+----------------+----------+-------------+---------+
| Boot   | Terminology #1 | Actual   | Rockchip    | Image   |
| stage  |                | program  |  Image      | Location|
| number |                | name     |   Name      | (sector)|
+--------+----------------+----------+-------------+---------+
| 1      |  Primary       | ROM code | BootRom     |         |
|        |  Program       |          |             |         |
|        |  Loader        |          |             |         |
|        |                |          |             |         |
| 2      |  Secondary     | U-Boot   |idbloader.img| 0x40    | pre-loader
|        |  Program       | TPL/SPL  |             |         |
|        |  Loader (SPL)  |          |             |         |
|        |                |          |             |         |
| 3      |  -             | U-Boot   | u-boot.itb  | 0x4000  | including u-boot and atf
|        |                |          | uboot.img   |         | only used with miniloader
|        |                |          |             |         |
|        |                | ATF/TEE  | trust.img   | 0x6000  | only used with miniloader
|        |                |          |             |         |
| 4      |  -             | kernel   | boot.img    | 0x8000  |
|        |                |          |             |         |
| 5      |  -             | rootfs   | rootfs.img  | 0x40000 |
+--------+----------------+----------+-------------+---------+

RK3399的二级启动设备支持SPI NOR FLASHSPI NAND FLASHeMMCSD以及USB load,可以将二级启动程序放置于上述静态存储设备中,RK3399通过读取ID BLOCK信息决定当前启动程序是否有效。

RK3399提供了镜像文件更新的软件工具AndroidTool.exe,该工具可以更新二级启动程序及之后的所有镜像。

对于如何进入到固件更新模式,这取决于板卡的设计方式,例如我们手中的这块板子,它进入固件更新方式如下:

使用 Type-C 线连接开发板和主机,按住 recover 键然不要松开然后按 reset 键系统复位,大约两秒后,松开 recover 键。系统将提示发现 loader 设备。

END

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