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作者：吳紅軍，TI通用數字信號處理系統技術支持 摘要 本文介紹OMAP-L138_FlashAndBootUtils工具包基本框架和串口燒寫工具sfh_OMAP-L138.exe工作原理，使用方法，以及針對客戶的硬件如何修改代碼，搭建編譯環境并重新編譯，并總結了使用該工具的常見問題。 關鍵字：OMAPL138, 串口燒寫, UBL 簡介 OMAP-L138支持多種啟動模式，包括 SPI，NAND，NOR等。TI為用戶提供了兩套 flash燒寫工具： (1) 使用 TI 在 PSP 包或 OMAP-L138_FlashAndBootUtils 包中提供的 flash writer 的 CCS工程，通過仿真器連接硬件板，按照提示步驟燒寫 flash。 (2) 使用 OMAP-L138_FlashAndBootUtils工具包中的串口燒寫工具（如 sfh_OMAP-L138.exe），通過串口連接，進行命令行燒寫。 本文接下來將針對第二種方式進行詳細介紹。 用戶可以從開源網站上下載最新的 OMAP-L138_FlashAndBootUtils版本[1]。最新的版本為MAPL138_FlashAndBootUtils_2_40，本文以此版本展開討論。 OMAP-L138_FlashAndBootUtils_2_40工具包支持 TI公司的多種芯片平臺的 flash燒寫，包括 OMAPL138，AM1808，C6748等。工具包內的代碼是對應 LogicPD的 OMAL138/AM1808 EVM板的。如果用于用戶自己的硬件板，可能需要修改工具包中相應代碼并重新編譯。 該工具包中包括多種 flash工具及代碼。主要目錄如表 1所示。 表 1 OMAP-L138_FlashAndBootUtils_2_40工具包目錄結構 
1. 串口燒寫工具 sfh_OMAP-L138.exe的工作原理 sfh_OMAP-L138是 OMAP-L138_FlashAndBootUtils包中用于實現串口燒寫 flash的應用程序。與UartHost.exe[3]工具不同，UartHost.exe是 UART啟動工具，不能燒寫 flash。 運行 sfh_OMAP-L138.exe時，通過 UART啟動方式下載并運行 OMAPL138/GNU/sft目錄下的 AIS格式 bin文件，完成芯片的初始化操作。然后通過 UART與 sfh進行命令交換，實現 flash的擦除和燒寫工作。 從 OMAP-L138/GNU/sft/build目錄中的 makefile文件可知，編譯 sft目錄內各 bin文件時需要 sft.c，device.c，uart.c以及針對不同 flash對應的 flash初始化文件。 例如 sft_OMAPL138_SPI_MEM.bin是由 sft.c，device.c，uart.c等文件與 spi.c，spi_mem.c，device_spi.c一起編譯，并通過 OMAP-L138/GNU/AISUtils目錄下的 HexAIS_OMAP-L138.exe，根據 sft目錄下的配置文件sft_hexais.ini內的配置信息，將.out文件轉換成 AIS格式的.bin文件。 2. 命令格式介紹 在命令行下輸入 sfh_OMAP-L138.exe –help輸出命令格式說明如下： sfh_OMAP-L138
3. sfh_OMAPL138.exe常用命令的使用 sfh_OMAPL138.exe常用命令如表 2所示。 表 2 sfh_OMAPL138.exe常用命令表
以 SPI flash啟動為例，準備如下文件： sfh_OMAPL138.exe，來源于 OMAP-L138_FlashAndBootUtils_2_40工具包。 ubl-spi_ais.bin，來源于 OMAP-L138_FlashAndBootUtils_2_40工具包。 u-boot.bin，來源于 SDK PSP目錄下的 UBoot。 u-boot-ais.bin，由 UBoot編譯出的 elf格式文件 u-boot，通過 AIS轉換工具生成。 首先將 OMAL138/AM1808 EVM板設置為 UART2啟動模式，S7開關設置如圖 1所示。 用直連串口線連接 PC與EVM板，打開 EVM板電源。在命令行模式下進入目錄：OMAP-L138_FlashAndBootUtils_2_40\OMAPL138\GNU。
圖 1 S7開關設置 3.1 全局擦除 flash命令 sfh_OMAPL138.exe –targetType OMAP-L138 –flashType SPI_MEM –erase
圖 2 sfh_OMAPL138.exe –erase命令運行界面 運行結果如圖 2所示，如果是先上電，后執行該命令，則需要按下板子上的 reset鍵輸出 “BOOTME”給上位機的sfh。 3.2 燒寫單個 AIS格式的應用程序 sfh_OMAP-L138.exe –targetType OMAP-L138 –flashType SPI_MEM -flash_noubl u-boot-ais.bin OMAP-L138的 RBL支持 AIS格式，可以在啟動過程中通過 AIS格式文件中的配置信息初始化芯片，如 PLL，DDR等。這樣就可以直接將程序加載到片外內存，而不受片上內存大小限制，省略二級 Boot。 編譯 UBoot時，在 UBoot根目錄下會生成一個 elf格式的 u-boot文件，如圖 3所示，在 AISgen.exe工具里添加 PLL，DDR等配置參數，將此文件轉換成 AIS格式的 bin文件，可以直接燒寫并啟動。
圖 3 AISgen 配置界面 該命令將 AIS格式的 UBoot文件寫到 flash的起始地址。命令執行顯示結果如圖 4所示：重新上電，從圖 5啟動信息可見沒有 UBL的運行信息，是直接從 UBoot運行的。
圖 4 sfh_OMAPL138.exe –flash_noubl命令運行界面 重新上電，從圖 5啟動信息可見沒有 UBL的運行信息，是直接從 UBoot運行的。
圖 5 從 UBoot直接運行界面 3.3 燒寫 UBL和 UBoot sfh_OMAP-L138.exe –targetType OMAP-L138 –flashType SPI_MEM -flash ubl-spi-ais.bin u-boot.bin命令執行結果顯示如圖 5所示。該命令將 ubl-spi-ais.bin寫到 flash的起始地址，u-boot.bin寫到 flash的0x10000的偏移地址。
圖 6 sfh_OMAPL138.exe –flash命令運行界面 UBL和 UBoot燒寫完后，關閉 EVM板電源，按圖 6所示，將 EVM板的 S7開關設為 SPI flash啟動。
圖 7 S7開關設置為 SPI Flash啟動 打開串口終端如 Hyper terminal，打開 EVM板電源，串口終端輸出信息如圖 7所示，表示 UBL和 UBoot成功燒寫，并成功從 SPI flash啟動
圖 8 終端調試信息輸出 使用 sfh_OMAP-L138.exe燒寫 UBL和 UBoot時，建議使用工具包自帶的 UBL。因為 UBoot的燒寫地址，要與 UBL的讀取地址一致，這樣 UBL運行時，才能正確的讀取 UBoot。工具包自帶的 UBL與燒寫工具保證了這一點。其它版本的 UBL需要用戶自行確認。 4. 根據硬件改動修改 serial flash utility 開發者自己的硬件板與 TI的 EVM比較，會影響工具使用的不同部分可能存在于： （1） DDR型號 （2） FLASH型號 （3） 時鐘頻率 （4） UART配置 4.1 DDR參數修改 EVM板用的是 mDDR，大多數用戶用的是 DDR2，需要修改 OMAP-L138/Common/src/device.c文件中函數Uint32 DEVICE_ExternalMemInit( )的 5個 DDR參數值。這個函數同樣被 UBL調用，如果不用 UBL，則要在AISgen界面里配置正確的 DDR參數。 可使用 TI提供的 DDR寄存器配置工具[5]。根據 DDR手冊進行 DDR參數的計算， 4.2 SPI flash 如果更改了 SPI flash的硬件連接，可在 OMAP-L138\Common\include\device_spi.h文件中修改配置。 #define DEVICE_SPIBOOT_PERIPHNUM (1)//選擇 SPI1 #define DEVICE_SPI_UBL_HDR_OFFSET (0*1024)//ubl在 SPI flash中的偏移地址 #define DEVICE_SPI_APP_HDR_OFFSET (64*1024)//application image在 SPI flash中的偏移地址如果更換了與 EVM板不同的 SPI flash，必要時需要修改如下兩個文件： OMAP-L138\Common\drivers\include\Spi_mem.h OMAP-L138\Common\drivers\src\Spi_mem.c 4.3 NAND flash NAND flash的數據位寬配置在 OMAP-L138\Common\include\device_async_mem.h文件中定義： #define DEVICE_ASYNC_MEM_NANDBOOT_BUSWIDTH (DEVICE_BUSWIDTH_8BIT) 如果 NAND flash更換的與 EVM上的不同，必要時需要修改如下兩個文件 OMAP-L138\Common\drivers\include\Device_nand.h OMAP-L138\Common\drivers\src\Device_nand.c 4.4 NOR flash NOR flash是標準設備，除了時序參數之外，一般不需要修改，NOR flash相關代碼文件如下： OMAP-L138_FlashAndBootUtils_2_40\Common\drivers\src\nor.c OMAP-L138_FlashAndBootUtils_2_40\Common\drivers\include\nor.h OMAP-L138\Common\src\device_async_mem.c OMAP-L138\Common\include\device_async_mem.h OMAP-L138_FlashAndBootUtils_2_40\Common\drivers\src\ async_mem.c 4.5 時鐘及 PLL 如果外部輸入時鐘頻率不是 24MHz，則需要 OMAP-L138\Common\src\device.c文件中函數DEVICE_PLL0Init()和 DEVICE_PLL1Init()的參數值。 函數原型 Uint32 DEVICE_PLL0Init(Uint8 clk_src, Uint8 pllm, Uint8 prediv, Uint8 postdiv, Uint8 div1 ,Uint8 div3, Uint8 div7)中 pllm是 PLL的倍頻系數，主頻計算公式為：
函數 DEVICE_PLL1Init()參數含義與 PLL0的類同，為 DDR提供時鐘。 4.6 UART配置 如果系統主頻發生變化，相應的模塊時鐘也改變，調試串口的分頻值需要做相應調整，否則串口輸出會因為波特率不正確而出現亂碼。根據不同的主頻修改 OMAP-L138\Common\src\device_uart.c中 DEVICE_UART_config的 UART時鐘分頻系數 divider的值，得到合適的 UART波特率。 如果不是用 UART2做為調試串口，修改 OMAP-L138\Common\include\ device_uart.h文件中的DEVICE_UART_PERIPHNUM定義。 5. OMAP-L138_FlashAndBootUtils編譯環境搭建 在根據硬件改動，修改了代碼后，需要對工具包重新編譯，生成 UBL和 sfh_OMAP-L138.exe。如果在 Linux下使用此工具，需要在 Linux下進行編譯（具體編譯過程參考參考文獻 4）。下面介紹如何在Windows環境下搭建OMAP-L138_FlashAndBootUtils的編譯環境。 編譯環境需要的幾個工具如下[6]： （1） cygwin （2） .NET framework （3） ARM Compiler tools(CodeSourcery G++ Lite) （4） C6x Compiler Tools （5） CCSV5 5.1 Cygwin安裝 從 http:/ / www. cygwin. com/下載并運行在線安裝工具setup.exe，注意安裝路徑中不能帶有空格。具體步驟如下： 1） 選擇從互聯網安裝；也可以選擇先下載，再從本地安裝。
圖 9 cygwin安裝界面 1 2） 選擇安裝路徑。
圖 10 cygwin安裝界面 2 3） 可選擇直接連接或使用代理。
圖 11 cygwin安裝界面 3 4） 選擇從哪個網址或者服務器上進行下載。
圖 12 cygwin安裝界面 4 5） 選擇安裝包
圖 13 cygwin安裝界面 4 一般選擇以下三項，其他默認即可。 • Devel-->make: The GNU version of the 'make' utility • Devel-->subversion: A version control subsystem • Editor-->vim (or similar) 安裝后要先運行一次 cygwin 后，才會在 cygwin/home/下出現 Administrator 目錄，進入該目錄，修改.bashrc。 同時，需要驗證變量TMP和 TEMP是否包含/tmp。使用如下命令： echo $TMP echo $TEMP 如果找不到"unset TMP" and "unset TEMP"，可在cygwin\home\[user]\.bashrc 文件中添加如下命令創建： export TMP=/tmp export TEMP=/tmp 設置完后，重新打開cygwin即可。至此，cygwin安裝完成。 5.2 NET framework 從下面網址下載安裝最新的.NET Framework(4.0或者更高的版本) http:/ / www. microsoft. com/downloads/details.aspx?FamilyID=9cfb2d51-5ff4-4491-b0e5-b386f32c0992&displaylang=en 安裝默認路徑為 C盤。然后將 C#編譯器路徑添加到 windows系統環境變量中。進入目錄 C:\WINDOWS\Microsoft.NET\Framework查看軟件的版本號并復制，如 C:\WINDOWS\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319。然后右鍵我的電腦->屬性->高級->環境變量，如圖 13所示，選擇系統變量中的 path 點擊編輯，在原有變量值后粘帖添加剛剛復制的內容，路徑之間以’;’分隔。至此，Net Framework安裝結束。
圖 14 windows環境變量設置 5.3 C6x Compiler Tools 在 CCSV5安裝目錄下 ccsv5\tools\compiler\c6000_7.3.4即為 C6x編譯器目錄，在 CCSV3.3下的路徑為CCStudio_v3.3\C6000\cgtools\bin。如果沒有安裝 CCS，從下面網址下載 TI的 C6x 編譯工具并安裝，如不確認版本則下載最新版本。 https:/ / www-a. ti. com/ downloads/ sds_support/ TICodegenerationTools/download. htm 將C6x編譯器路徑添加到windows環境變量。 5.4 ARM Compiler tools(CodeSourcery G++ Lite) 從下面網址下載安裝 GCC交叉編譯器。注意交叉編譯工具的安裝目錄名不能含有空格，否則編譯時會報錯。 https://sourcery.mentor.com/sgpp/lite/arm/portal/release858 修改 OMAP-L138_FlashAndBootUtils_2_40\Common\build.mak文件中的 ARM_TOOLS_PATH變量為交叉編譯器的安裝路徑。例如ARM_TOOLS_PATH?=C:\\CodeSourcery\\arm-2009q1-203\\ 5.5 CCSV5 如果需要用 CCS編譯工程，則安裝 CCS。 6. 編譯 OMAP-L138_FlashAndBootUtils 6.1查看環境變量 打開 cygwin，輸入 export，查看環境變量是否設置成功。顯示如下，黑色加粗的目錄為之前添加的環境變量。
如未添加成功，可以使用如下命令添加： export PATH=  PATH6.2 編譯工具包 cd OMAP-L138 如果只是編譯命令行工具（如 sfh_OMAP-L138），而不需要重新編譯 CCS 工程，則進入 GNU目錄進行編譯；如果只需要重新編譯 CCS工程，則進入 CCS目錄進行編譯；如果兩者都需要，則在 OMAP-L138這個目錄進行編譯。編譯命令如下： make clean make 7. 使用serial flash utility常見問題及解決方法 7.1收不到“BOOTME” 在帶電情況下，復位芯片，如果還是收不到正確的“BOOTME”，檢查 BOOTMODE設置，串口終端波特率等參數設置，串口線連接方式。 7.2 停在 Waiting for SFT on the OMAP-L138… 如圖 14 所示，這種情況的原因通常有兩種：一是由于 DDR 參數配置不正確從而導致程序運行異常，不能返回正確的指令給主機；二是硬件原因，可能是焊接，或硬件連接上的錯誤造成的。可以通過仿真器連接目標板用 BSL庫提供的測試程序驗證一下 DDR，和相應的 flash。如果沒有仿真器，可以通過間接的方法，比如用 AISgen 工具包里提供的 UART 啟動工具 UartHost.exe 來加載運行測試程序，檢測 DDR，flash 等，將測試結果通過串口回傳顯示，或者設置 GPIO的狀態來反映。
圖 15 sfh_OMAP-L138.exe命令運行異常 7.3 燒寫中途停止 如圖 15所示，燒寫在中途停止，這種情況通常是因為 DDR工作不穩定，原因可能是 DDR布線問題導致信號完整性差，可以嘗試降低 DDR時鐘，并用示波器測量信號質量。 DDR不穩定也可能表現在能成功燒寫，但運行不正常，通常表現為串口打印停在解壓或啟動內核階段。
圖 16 sfh_OMAP-L138.exe命令運行異常信息 7.4 啟動后串口沒打印 燒寫成功，啟動后串口沒打印，檢查U-boot里的調試串口配置，默認為UART2。 參考文獻： (1) http://sourceforge.net/projects/ ... es/OMAP-L138/v2.40/ (2) AISgen工具下載地址：http://www-s.ti.com/sc/techlit/sprab41.zip (3) http://www.ti.com/lit/an/spraba5b/spraba5b.pdf (4) http://processors.wiki.ti.com/in ... ility_for_OMAP-L138 (5) http://processors.wiki.ti.com/im ... ister_Calc_Rev4.zip (6) http://processors.wiki.ti.com/in ... _Boot_Utils_Package |
