Linux开发板烧录实验

前言：此文章根据朱有鹏相关课程整理

1.开发板刷系统
1.串口输出的意义（做系统控制台）
串口是一种硬件通信口，很多年前的时候串口是CPU之间进行通信的主要接口。但是现在因为串口通信的速度很低，所以现在串口主要是用来做程序输出监控、调试。
桌面电脑可以打开一个虚拟控制台，嵌入式系统一般是用串口来做控制台的。在电脑上打开一个串口监视，这样开发板上的串口输出内容就可以在电脑上看到。还可以通过监视终端向开发板输入一些控制命令由开发板执行。常用的串口监视软件有：超级终端、SecureCRT、minicom
2.安装USB转串口线的驱动
现在笔记本没有串口了，所以这种串口连接线用不了。办法是使用USB转串口线，这种线传入电脑后需要安装驱动，安装驱动后在电脑上会形成一个串口（叫usb转串口），这样就相当于你电脑有了一个串口，可以通过这个串口来监视开发板的串口输出。
安装的驱动在：绿联USB转串口驱动>PL2303prolific>PL2303prolific
步骤：
1.计算机->右键，管理->设备管理器->通用串行总线控制器->USB-to-serial contural
2.安装绿联USB转串口驱动->重启设备管理器并拔插usb线->端口出现USB-to-serial contural（COM3）如果要更改COM号则右击选择属性->端口设置->高级
注意1：windows对USB设备的管理是和USB口有关的，你每次把usb转串口线插到1个口中，这样得到的COM口号码是不变的，方便我们后期使用。如果每次胡乱更换插口，可能得到的COM口会变。
注意2：COM口号码是可以改的，还可以强制占用显示“已使用”的COM号，一般改成COM4以内的就可以了。
在设备管理器中通用串行总线控制器，端口（COM和LPT）可看到。
3.使用SecureCRT
打开SecureCRT.exe后，建立一个Serial连接，开始监视串口。设置参考视频中，注意流控一定要去掉。在securest中光标呈闪烁状态，就说明已经连接上

开发板这边串口一定要接串口2（官方出厂默认的烧录镜像都是使用串口2的），然后开机，就可以看到串口信息了。
连接x210要输入登陆信息，登陆名：root，密码：123456
2.开发板刷系统2
1.SD刷机：
步骤：
1.破坏iNand中的bootloader以从SD2启动（我们只是将inand的第一个扇区擦除了，而inand中前面存的是uboot，后面存android之类的kernel，所以我们将uboot的一部分擦除了，所以SD卡只需将uboot烧录一下就行）
将以下代码写入secureCRT中（源码在D:\BaiduNetdiskDownload\九鼎X210开发版光盘资料\X210V3S_A\User Manual>x210开发板SD卡烧写教程）
第一句：busybox dd if=/dev/zero of=/dev/block/mmcblk0 bs=512 seek=1 count=1 conv=sync
在uboot底下如何擦除uboot：movi write u-boot 0x30000000
(在输入命令时我所在的用户是[root@x210v3]#，而老师的用户是/#，我所在用户的文件位置和老师的不同，所以修改命令如下：busybox dd if=/dev/zero of=/dev/mmcblk0 bs=512 seek=1 count=1 conv=sync)
解释：dd命令在Linux中是用来烧写磁盘的，if=input file输入设备，of=output file输出设备，输入是全0，输出是inand，写的块是512字节，就是一个扇区，seek=1：第一个扇区。count=1：长度是一个扇区。此命令成功后在CRT中会显示：1+0 records in 1+0 records out。
意思是把板载的iNand的第一个扇区用全0来填充，其实就是擦除它，这样我们板载的iNand的bootloader的开始第一个扇区就被破坏将来启动时iROM还是会先从iNand中读取前16kb，然后计算校验核，这样导致启动失败，会从SD2去执行2nd启动。（注意：破坏板载iNand的bootloader后，不插外部SD卡，启动时串口得到SD checksum Error）
第二句：sync
（sync命令是在关闭Linux系统时使用的。
为了提高磁盘的读写效率，linux会把频繁读写的磁盘文件在内存中做缓存。
但是这会造成数据不同步，sync 就是为了数据同步。
用户需要注意的是，不能用简单的关闭电源的方法关闭系统，因为Linux像其他Unix系统一样，在内存中缓存了许多数据，在关闭系统时需要进行内存数据与硬盘数版据的同步校验，保证硬盘数据在关闭系统时是最新的，只有这样才能确保数据不会丢失。一般正常的关闭系统的过程是自动进行这些工作的，在系统运行过程中也会定时做这些工作，不需要用户干预。sync命令是强制把内存中的数据写回硬盘，以免数据的丢失。用户可以在需要的时候使用此命令）
当我把板内的boot loader破坏后，再重新启动，启动失败，会从SD2去执行2nd启动，没有插SD卡则SD checksum Error，启动失败，game over，当我们插入SD卡，并且SD卡中有相关启动程序时，则可以正常启动。我们的任务是将SD卡中的启动程序重新烧回到开发板中，让开发板和以前一样，在没有SD卡的情况下一样可以正常启动。
2.制作启动SD卡（烧录uboot到SD卡）
有两种烧写方法：一种在Windows中用刷卡工具（D:\BaiduNetdiskDownload\九鼎X210开发版光盘资料\X210V3S_A\tools > x210_Fusing_Tool.exe）制作启动SD卡；另一种是在Linux中用dd命令。
制作SD：以管理员身份运行打开刷卡工具，打开镜像文件（D:\BaiduNetdiskDownload\九鼎X210开发版光盘资料\X210V3S_B\android4.0.4\image\inand >uboot.bin），点击start完成烧写。制作完SD后将SD卡插入开发板，然后开机就可进入uboot界面。在uboot开机自动启动倒数3秒之内迅速按回车健，打断自动启动（否则会自动启动iNand中的andriod）。
3.Fastboot介绍：
1.fastboot是uboot中用来快速下载镜像的一个命令，同时还是一个windows上的软件。Fastboot下载时注意：1是使用USB线进行数据传输，所以fast boot执行之前要先连接开发板和主机之间的usb线。2需要安装（D:\BaiduNetdiskDownload\九鼎X210开发版光盘资料\X210V3S_A\tools\USB驱动\x210_android_driver）
2.Fast boot驱动（x210 Android驱动）的安装
启动fast boot：打开开发板，在三秒内按下回车进入uboot环境，在secureCRT的uboot环境下输入fastboot，出现一共7个分区，之后我们将在其中三个分区烧写一些镜像文件，烧录Android和Linux。在计算机管理—>设备管理器会出现一个未知的设备（带黄色感叹号的设备）右键更新驱动程序，点击浏览，选择x210_android_driver，win10禁用数字签名（百度）或者直接进入测试模式，安装完成。
3.装上fastboot软件在d盘，此软件需要在Windows的命令行中使用，开始栏中cmd打开命令行控制，d:打开d盘，dir命令看d盘的所有文件夹，cd fastboot进入fastboot文件夹，dir打开此文件夹。
4.Fastboot常用命令：(在cmd下的命令)
fastboot devices: 命令用来查看当前连接的设备（开发板看到的是：SMDK110-01）
fastboot flash xxx 烧录：将要烧录的文件保存至fast boot文件夹下，比如要烧录android4.0.4在fastboot文件夹底下新建文件夹，将文件放入此文件夹以防fastboot目录下文件太多而乱。放好文件后就可以在cmd下操作。当在cmd下操作后，通过usb线传到开发板，进行烧录，此时串口也会有变化，串口监视开发板的动态，显示已经烧录完毕。在烧录好后，重启开发板。
fastboot应该可以看到7个分区：是inand分区

按上面的理解则不需要烧kernel和system，因为只破坏了uboot
fastboot reboot:重启
4.烧录
1.使用fastboot烧录Android4.0.4镜像
在cmd下使用以下三个命令：
Fastboot flash 是命令。第二截是分区，第三截是文件名
fastboot flash bootloader android4.0.4/uboot.bin 烧uboot
fastboot flash kernel android4.0.4/zImage-android 烧linux kernel
fastboot flash system android4.0.4/x210.img 烧android rom
（uboot的参数设置：set bootcmd ‘movi read kernel 30008000;bootm 30008000’(默认就是这个，不用设置也行)）
2.烧linux+QT
fastboot flash bootloader linuxQT/uboot.bin 烧uboot
fastboot flash kernel linuxQT/zImage-qt 烧linux kernel
fastboot flash system linuxQT/rootfs_qt4.ext3 烧rootfs
参数设置：（烧好后发现不用设置，因为刷了专为Linux+QT定制的uboot,这个uboot中估计已经预置好了所有的启动参数）
3.烧android2.3
fastboot flash bootloader android2.3/uboot.bin 烧uboot
fastboot flash kernel android2.3/zImage 烧linux kernel
fastboot flash system android2.3/x210.img 烧rootfs
注意：android2.3中使用了串口0，所以启动后要把串口插到串口0中，不然串口没有任何启动信息。
我遇到的问题不能写fast boot，出现Error:No MBR is found at SD/MMC
Hint: use fdisk command to make partitions.这是因为SD卡没有分区，分区命令：fdisk -c 0。
3.底板核心板原理图
写代码时需要查阅和参考的资料有：核心板原理图、底板原理图、相应硬件的数据手册、S5PV210数据手册。
原理图，PCB图，丝印图是什么东西：丝印图是整个电路板的实体的位置图纸，与软降和功能无关，和生产制造有关，和软件工程师无关。原理图对嵌入式软件工程师的意义：同样的效果会有不同的硬件接法。底层软件工程师需要查阅，确定软件正确的和硬件通信。（pdf可通过查找找到相同的内容，从而找到接在一起的线）
嵌入式软件开发人员对硬件掌握程度的要求：软件工程师分应用开发和底层开发。对于应用开发工程师（直接基于操作系统来开发程序，调用操作系统的api和库函数等写代码）和硬件无关。对底层软件工程师（驱动开发，单片机，移植操作系统的）需要看懂原理图和数据手册。
4.Usb启动配合dnw刷机
1．背景知识介绍
必须将OM5打到VCC，才能从USB启动。
S5PV210的启动过程：开机时先执行内部的iROM中的BL0，然后BL0做了一系列的初始化后，再读取外部OMpin的设置来确定用户选择了从哪里启动。当检测到我们设置的是USB启动时，S5PV210就会从USB OTG接口试图连接主机进行下载启动。
2．dnw工具介绍
dnw是一个软件，是三星公司编写的，这个软件的功能是通过USB线连接开发板和电脑主机，然后从主机下载文件
镜像到开发板中去烧录系统。
注意1.dnw是需要装usb驱动的，驱动在“X210光盘资料\A盘\tools\USB驱动”目录
2.dnw使用时通过usb线下载，所以一定要插USB线。
3.dnw下载时需要设置dnw下载内存地址。在dnw软件的菜单“Configuration”中设置
Download Address为0xd0020010，确认即可。
3．dnw驱动安装
X210开发板使用了软开关，但是我们这里还没到操作系统没去处理开关，所以在整个裸机实验中必须按下POWER键才能保持开机
dnw驱动装好的标志是：开发板开机从usb启动后，设备管理器中显示已经安装的设备，并且关键是dnw工具中USB:OK
4．裸机程序下载地址设置
从usb启动做裸机实验时，因为不需要16字节的校验头，所以直接下载到0xd0020010
5．usb启动裸机实验总结
usb启动方式主要是用来调试程序的，其实分析S5PV210即可知道，我们这里是把裸机程序当作BL1来使用了。
扩充知识：Win7 X64版本驱动安装非常麻烦，因为微软启用了USB设备驱动签名政策。

在安好dnw后，就可以下载后烧录系统了：
按住开机键，下载x210_usb.bin（初始化DRAM），下载地址为d0020010
继续下载uboot.bin，下载地址为23e00000(这个是DRAM内存地址，所以必须先初始化DRAM)
这时串口有信息出来，回车进入命令行，这时可以松开开机键了。
dnw下载裸机的led.bin，进度条一直卡住，LED也不闪烁，怎么回事？
答：都是dnw驱动的问题，一般在Win8尤其Win10 64位系统中常见，解决时可以尝试以下几种方法：第一，禁用数字签名。方法可自行百度。第二，运行dnw.exe时不要直接双击，而是右键管理员权限运行。第三，USB线插到电脑的USB2.0接口，不要插在USB3.0接口。第四，重启下电脑和开发板试试。第五，实在不行换个其他电脑试试
在secuteCRT先写fdisk -c 0进行分区
再fastboot，之后就可以和之前的步骤一样，在cmd里进行烧录
（如果刷错了（inand版的uboot刷成了nand版的）在uboot中执行Movi write u-boot 0x30000000）
5.Linux下刷机
1.linux下用dd命令刷uboot
1.sd卡连接入linux中（设备只能存在于一个系统中）
菜单->虚拟机->可移动设备->选择插入的sd卡设备。
在linux中ls /dev/sd可以看到sda是虚拟机的硬盘和分区，sdb是SD卡
Sd卡在虚拟机中不可见解决办法：
1.首先查看工具栏->VM->Settings->Hardware.看看Device栏中有没有USB Controller，若没有ADD添加一个。若有再点击它，查看右边是否全部勾选
2．重新启动系统后如果虚拟机提示：Host USB device connections disabled。具体提示如下： The connection to the VMware USB Arbitration Service was unsuccessful. Please check the status of this service in the Microsoft Management Console.原因是在宿主机上没有开启VMware USB Arbitration Service。
解决办法：在Win7操作系统中，右键计算机，点击管理->服务和应用程序->服务，找到VMware USB Arbitration Service
3.买一个usb读卡器
写命令：ls /dev/sd，可看到linux下的磁盘，也可看到sd卡在linux中的编号，一般是/dcv/sdb,此编号在下文需要用到。
2.制作SD启动卡
将需要的文件（uboot_sd_fusing：里面包含uboot.bin和nand fusing.sh脚本文件，烧录的关键就是执行脚本文件）放到linux与windows共享文件夹中，打开此文件夹，运行文件执行./nand_fusing.sh /dev/sdb。（将共享文件夹中的文件烧录到sd卡中）(后面的dev/sdb来自sd卡在linux中的编号)
做完后虚拟机>可移动设备，拔出插入的sd卡设备。
3.使用SD卡启动：插入开发板，之后操作和上文一样
2.Linux下用dnw刷机
1.将dnw-linux文件夹放到共享文件夹中。(放到D:\linux\windows_share\s5pv210\tar下）.打开Ubuntu，进入文件位置，解压文件（tar -jxvf dnw-linux-x210.tar.bz2）解压的文件名中就有Linux下的dnw（命令行形式）和dnw驱动。
2.编译和安装:在虚拟机下进入到文件夹下(windows_share/s5pv210/tar/dnw-linux#)执行命令:make和make install,安装完成。
3.开发板连接到linux下：开发板设置USB启动，开机，这时 Windows显示发现新硬件。虚拟机菜单：虚拟机>可移动设备>Samsung S5PC110 SEC Test B/D,点击连接，运行ls /dev/secbulk0,设备节点自动出现。（此时VMware老是卡住，未解决，此方法作废，vmware卡死，找不到原因）
将要烧录的两个文件放到解压好的dnw文件夹下
4.使用dnw下载uboot.bin (1)dnw -a 0xd0020010 x210_usb.bin
(2)dnw -a 0x23e00000 uboot.bin(uboot下载后板子就开始启动了，此时要三秒内在secure CRT中按下回车进入uboot状态)
5.uboot启动后的刷机注意事项
（1）正确的uboot启动后一定要先fdisk -c 0分区，然后fastboot
（2）uboot的参数中bootcmd和bootargs一定要准确：
在secureCRT中执行以下两条：set bootcmd ‘movi read kernel 30008000;bootm 30008000’
Set bootargs console =ttySAC2,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rw init=/linuxrc

SD和USB烧写系统的过程详解：
SD/MMC通道4个，SD/MMC0->板载MMC也就是INand，SD/MMC2：SD卡
SD烧写只是烧了uboot，到SD卡中，然后开发板先默认从inand启动，失败，转从SD卡启动，SD只有uboot，没有kernel，所以启动是靠SD中的uboot和inand的kernel。要是想烧写uboot到inand,就先从SD卡启动，不让其自动启动操作系统（三秒内回车），然后在uboot下利用uboot的fastboot命令将windows文件夹中的uboot烧写到inand中。因为uboot和kernel是躺在inand中的，我们破坏inand的第一个扇区其实是将uboot破坏了，kernel并没有被破坏，我猜测直接烧uboot，kernel不用烧就可以启动。我猜测fastboot是烧写到inand中，而并不是像USB烧写（我的理解没有错，但是此烧写最好改成下载，因为在uboot在DDR中时，然后就可以用内存中的uboot中的fast boot来刷机，我们也可以直接启动OS完成启动，当然这样就没有完成烧写，在掉电后内存中的 uboot丢失，下次启动仍然会失败）到内存中，fastboot打印出7个分区：查看是不是inand分区
启动后uboot和kernel在DRAM中（冯诺依曼结构）
USB烧写（下载更准确）需要先下载x210_usb.bin，初始化DDR，有点像boot loader的BL1的部分功能（可能还初始化usb相关的驱动，不清楚），然后下载uboot.bin到地址23e00000，这是内存地址
USB烧录总结：将初始化DRAM的程序(x210_usb.bin)烧到IRAM->初始化好后将uboot.bin烧到DDR中运行，这时内存中就有一份uboot了->之后uboot中的fastboot进行kernel烧写

三星推荐的启动过程和uboot启动过程：

三星推荐的启动过程：BL0内置在IROM->BL1从外部块设备到IRAM->BL2从外部到IRAM->BL2将OS移到DDR，完成启动（整个boot loader<=96k）
uboot启动过程：BL0->uboot被分成BL1和uboot（整个uboot）->BL1去iRAM初始化DDR->整个uboot去DDR中运行->如果3秒不回车，则将OS搬到DDR，启动完成
三星：初始化DDR在BL2中完成
uboot：初始化DDR在BL1完成，所以BL1中必须有初始化DDR的有关代码

SD和USB烧写逻辑程序：
USB裸机程序都是下载到D0020010中，之前一直没注意，掉电就没了
SD运行裸机程序我认为可以多次，因为程序在SD卡中存着
SD下载裸机程序需要16字节的校验头，而且大小不能超过16k，usb下载不需要，大小限制还不清楚，好像是不能超过iram的大小，我猜测超过之后需要长跳转在ddr中运行，（但是裸机程序不提供初始化DDR，所以我们要先下载能初始化ddr的代码到iram中，x210_usb.bin，然后将裸机程序下载到DDR中运行（（我们将下载地址和链接地址设置成一样，应该就不需要进行重定位了，）注意位置有关码链接地址需要改变））在DDR初始化好之后，可以直接将代码重定位到DDR中，长跳转到DDR中执行，因为在memory map中，内存和IRAM都是统一编址的，不需要其他操作，直接访问地址即可。
也可以不重定位，不将代码分成两部分（一部分在iram，一部分在dram）,而是将代码都放在dram，这样就不需要重定位了，只需要将下载地址和链接地址设置成一样。
之前的烧录从来没有对IROM操作过，我猜测不能对其操作，只可读不可写，因为IROM程序掉电不丢失，开放给用户使用可能会将关键部分擦除。

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