AM3352 bootloader引导程序开发

一、理论基础

1、AM335X的内存映射（参考AM335X手册)

2、启动过程

当芯片重新上电或者复位时，处理器开始执行位于芯片内部Boot_ROM（RBL过程，厂家固化，无法更改），对自身的运行环境做初始化后进入引导过程（MLO）；

引导过程会先检测硬件设计的SYSBOOT引脚，根据不同的配置，选择从哪里（有NOR、NAND、MMC、SPI）开始检测是否有有效代码，此过程由硬件决定，软件无需参与，如果检测到有效代码，就将其加载到芯片内部的SRAM（第2个红框）中运行；

引导过程（MLO）的作用是把应用的代码加载到DDR（第3个红色框）内，并跳转至应用程序，至此系统软件开始得到有序执行。

二、需要解决的问题

根据以上理论有如下问题需要解决：（本文仅针对bootloader存放于SPI芯片）

1、如何生成MLO过程能识别出的有效代码

编译器生成的bin文件芯片并不能识别，因此需要将bin文件进行转换

1）可使用TI的ti_image工具，将bin文件进行转换（参考书籍，未验证）

2）编写脚本文件，将bin文件进行转换（已验证）

2、bootloader如何写入SPI芯片，以便CPU去识别

1）通过SPI烧写工具如J-LINK将bin文件直接写入SPI芯片（未验证）

2）另做一个程序，通过编译器在线调试的方式，直接将bin文件写入SPI芯片（已验证）

3、bin文件需要如何转换成数组，以便上述步骤2所做的程序通过将该数组写入SPI芯片

通过编写脚本文件将bin文件转换成数组的形式，以便软件通过SPI将该数组写入SPI芯片

三：所需准备的程序

综上所述，完成bootloader的开发需要准备4套程序，分别为：bootloader源码、bin文件转换脚本1、bin文件转换脚本2、bootloader烧写源码，其作用分别为：

1、bootloader源码：

实现bootloader的功能，即实现CPU上电或复位后，通过正确引导加载和跳转至应用程序；经编译器（作者采用的编译器为：CrossStudio for ARM）编译出来的bin文件如下：

2、bootloader源码的流程图如下：

流程图解释：

1）读取spi芯片的最前16个字节数据，该16个数据是在应用程序经编译生成的bin文件的基础上，通过bin转bin脚本工具增加进去的，分别表示：第1个4字节表示自定义ID号（用户定义）；第2个4字节表示应用程序bin文件的数据长度（数据加载长度）；第3个4字节表示需要加载的地址（AM335X加载地址为0x8000 0000）；第4个4字节表示CRC验证值，即对加载的应用程序bin文件进行CRC计算，如果与第4个8字节CRC数据相同，表示CRC验证通过，保证加载的数据可靠。

2）任何一个环节失败，则表示应用程序出现问题，跳至等待bin文件的写入，用户可根据需求更改方法，比如开通CAN通讯或者485通讯，等待bin文件的写入。

应用程序的bin文件和spi存储芯片的数据如下，右边即是在应用程序程序基础上增加的16位字节数据。

2、bin文件转换脚本1：

下载链接：bin文件转bin文件转换工具-嵌入式文档类资源-CSDN下载功能：--检测原bin文件数据长度，增加至第1-4个字节--将AM335X的内部地址0x402F更多下载资源、学习资料请访问CSDN下载频道.https://download.csdn.net/download/u013131160/85131701

由于bootloader源码经编译生成的bin文件，CPU并不能正确识别，因此需要通过执行该脚本修改原bin文件，另外，bootloader烧写程序是一个字节一个字节的往SPI存储芯片里面写，而CPU加载SPI存储芯片里面的数据，是采用4个字节为单位，且高位在前，低位在后的形式，因此，该脚本需要完成2个功能即：1、以4个字节数据为单位，调换顺序；2、调换完后在最前面增加8个字节的数据，以便CPU能正确识别；执行此脚本后的bin文件如下：

前8个字节解释：0x00008115表示需要加载的数据长度；0x402F0400表示需要加载到CPU的地址（CPU芯片内部的SRAM地址）；后面的数据表示在第1步编译生成的bin文件的基础以4个字节为单元进行顺序翻转；

3、bin文件转换脚本2：

下载链接：bin文件转换为C文件转换工具-嵌入式文档类资源-CSDN下载功能：将bin文件转换成C文件的数组，以便C程序可直接调用写入SPI芯片运行脚本前，需要修改脚更多下载资源、学习资料请访问CSDN下载频道.https://download.csdn.net/download/u013131160/85132519

第2的生成bin文件是不能通过bootloader烧写程序写入SPI存储芯片的，需要转换成16进制形式的数据才能写入，执行此脚本后的结果如下：

此脚本完成的功能：读取第2步生成的bin，每个数据前面增加0x，输出.c文件供第4步的bootloader烧写源码使用，

4、bootloader烧写源码：

通过在编译器上进行在线调试时，直接将将第3步生成的C文件（数组）写入SPI芯片，仅写一次即可，写完后相当于SPI芯片已经存储了bootloader，CPU每次上电或复位即可识别出该bootloader并加载运行；写完重新上电，通过在线调试的形式查看CPU内部SRAM地址的数据，可以验证是否从SPI存储芯片正确读取如下：

可见，CPU内部SRAM的数据与bootloader源码编译生成的bin文件完全对应；

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