at91rm9200啟動(dòng)過(guò)程教程

系統(tǒng)上電，檢測(cè)BMS，選擇系統(tǒng)的啟動(dòng)方式，如果BMS為高電平，則系統(tǒng)從片內(nèi)ROM啟動(dòng)。AT91RM9200的ROM上電后被映射到了0x0和0x100000處，在這兩個(gè)地址處都可以訪問(wèn)到ROM。由于9200的ROM中固化了一個(gè)BOOTLOAER程序。所以PC從0X0處開(kāi)始執(zhí)行這個(gè)BOOTLOAER(準(zhǔn)確的說(shuō)應(yīng)該是一級(jí)BOOTLOADER)。這個(gè)BOOTLOER依次完成以下步驟： 1、PLL SETUP，設(shè)置PLLB產(chǎn)生48M時(shí)鐘頻率提供給USB DEVICE。同時(shí)DEBUG USART也被初始化為48M的時(shí)鐘頻率； 2、相應(yīng)模式下的堆棧設(shè)置； 3、檢測(cè)主時(shí)鐘源（Main oscillator）； 4、中斷控制器（AIC）的設(shè)置； 5、C 變量的初始化； 6、跳到主函數(shù)。
完成以上步驟后，我們可以認(rèn)為BOOT過(guò)程結(jié)束，接下來(lái)的就是LOADER的過(guò)程，或者也可以認(rèn)為是裝載二級(jí)BOOTLOER。AT91RM9200按照DATAFLASH、EEPROM、連接在外部總線上的8位并行FLASH的順序依次來(lái)找合法的BOOT程序。所謂合法的指的是在這些存儲(chǔ)設(shè)備的開(kāi)始地址處連續(xù)的存放的32個(gè)字節(jié)，也就是8條指令必須是跳轉(zhuǎn)指令或者裝載PC的指令，其實(shí)這樣規(guī)定就是把這8條指令當(dāng)作是異常向量表來(lái)處理。必須注意的是第6條指令要包含將要裝載的映像的大小。關(guān)于如何計(jì)算和寫(xiě)這條指令可以參考用戶手冊(cè)。一旦合法的映像找到之后，則BOOT程序會(huì)把找到的映像搬到SRAM中去，所以映像的大小是非常有限的，不能超過(guò)16K-3K的大小。當(dāng)BOOT程序完成了把合法的映像搬到SRAM的任務(wù)以后，接下來(lái)就進(jìn)行存儲(chǔ)器的REMAP，經(jīng)過(guò)REMAP之后，SRAM從映設(shè)前的0X200000地址處被映設(shè)到了0X0地址并且程序從0X0處開(kāi)始執(zhí)行。而ROM這時(shí)只能在0X100000這個(gè)地址處看到了。至此9200就算完成了一種形式的啟動(dòng)過(guò)程。如果BOOT程序在以上所列的幾種存儲(chǔ)設(shè)備中找到合法的映像，則自動(dòng)初始化DEBUG USART口和USB DEVICE口以準(zhǔn)備從外部載入映像。對(duì)DEBUG口的初始化包括設(shè)置參數(shù)115200 8 N 1以及運(yùn)行XMODEM協(xié)議。對(duì)USB DEVICE進(jìn)行初始化以及運(yùn)行DFU協(xié)議。現(xiàn)在用戶可以從外部（假定為PC平臺(tái)）載入你的映像了。在PC平臺(tái)下，以WIN2000為例，你可以用超級(jí)終端來(lái)完成這個(gè)功能，但是還是要注意你的映像的大小不能超過(guò)13K。一旦正確從外部裝載了映像，接下來(lái)的過(guò)程就是和前面一樣重映設(shè)然后執(zhí)行映像了。我們上面講了BMS為高電平，AT91RM9200選擇從片內(nèi)的ROM啟動(dòng)的一個(gè)過(guò)程。如果BMS為低電平，則AT91RM9200會(huì)從片外的FLASH啟動(dòng)，這時(shí)片外的FLASH的起始地址就是0X0了，接下來(lái)的過(guò)程和片內(nèi)啟動(dòng)的過(guò)程是一樣的，只不過(guò)這時(shí)就需要自己寫(xiě)啟動(dòng)代碼了，至于怎么寫(xiě)，大致的內(nèi)容和ROM的BOOT差不多，不同的硬件設(shè)計(jì)可能有不一樣的地方，但基本的都是一樣的。由于片外FLASH可以設(shè)計(jì)的大，所以這里編寫(xiě)的BOOTLOADER可以一步到位，也就是說(shuō)不用像片內(nèi)啟動(dòng)可能需要BOOT好幾級(jí)了，目前AT91RM9200上使用較多的bootloer是u-boot，這是一個(gè)開(kāi)放源代碼的軟件，用戶可以自由下載并根據(jù)自己的應(yīng)用配置。
總的說(shuō)來(lái)，筆者以為AT91RM9200的啟動(dòng)過(guò)程比較簡(jiǎn)單，ATMEL的服務(wù)也不錯(cuò)，不但提供了片內(nèi)啟動(dòng)的功能，還提供了UBOOT可供下載。筆者寫(xiě)了一個(gè)BOOTLODER從片外的FLASHA啟動(dòng)，效果還可以。

uboot結(jié)構(gòu)與使用
uboot是一個(gè)龐大的公開(kāi)源碼的軟件。他支持一些系列的arm體系，包含常見(jiàn)的外設(shè)的驅(qū)動(dòng)，是一個(gè)功能強(qiáng)大的板極支持包。其代碼可以 http://sourceforge.net/projects/u-boot下載

在9200上，為了啟動(dòng)uboot，還有兩個(gè)boot軟件包，分別是loader和boot。分別完成從sram和flash中的一級(jí)boot。其源碼可以從atmel的官方網(wǎng)站下載。

我們知道，當(dāng)9200系統(tǒng)上電后，如果bms為高電平，則系統(tǒng)從片內(nèi)rom啟動(dòng)，這時(shí)rom中固化的boot程序初始化了debug口并向其發(fā)送'c'，這時(shí)我們打開(kāi)超級(jí)終端會(huì)看到ccccc...。這說(shuō)明系統(tǒng)已經(jīng)啟動(dòng)，同時(shí)xmodem協(xié)議已經(jīng)啟動(dòng)，用戶可以通過(guò)超級(jí)終端下載用戶的bootloader。作為第一步，我們下載loader.bin.loader.bin將被下載到片內(nèi)的sram中。這個(gè)loder完成的功能主要是初始化時(shí)鐘，sdram和xmodem協(xié)議，為下載和啟動(dòng)uboot做準(zhǔn)備。當(dāng)下載了loader.bin后，超級(jí)終端會(huì)繼續(xù)打印：ccccc....。這時(shí)我們就可以下在uboot了。uboot將被下載到sdram中的一個(gè)地址后并把pc指針調(diào)到此處開(kāi)始執(zhí)行uboot。接著我們就可以在終端上看到uboot的shell啟動(dòng)了，提示符uboot>，用戶可以u(píng)boot>help 看到命令列表和大概的功能。uboot的命令包含了對(duì)內(nèi)存、flash、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)啟動(dòng)等一些命令。

如果系統(tǒng)上電時(shí)bms為低電平，則系統(tǒng)從片外的flash啟動(dòng)。為了從片外的flash啟動(dòng)uboot,我們必須把boot.bin放到0x0地址出，使得從flash啟動(dòng)后首先執(zhí)行boot.bin，而要少些boot.bin，就要先完成上面我們講的那些步驟，首先開(kāi)始從片內(nèi)rom啟動(dòng)uboot。然后再利用uboot的功能完成把boot.bin和uboot.gz燒寫(xiě)到flash中的目的，假如我們已經(jīng)啟動(dòng)了uboot,可以這樣操作：

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

然后系統(tǒng)復(fù)位，就可以看到系統(tǒng)先啟動(dòng)boot，然后解壓縮uboot.gz，然后啟動(dòng)uboot。注意，這里uboot必須壓縮成.gz文件，否則會(huì)出錯(cuò)。

怎么編譯這三個(gè)源碼包呢，首先要建立一個(gè)arm的交叉編譯環(huán)境，關(guān)于如何建立，此處不予說(shuō)明。建立好了以后，分別解壓源碼包，然后修改Makefile中的編譯器項(xiàng)目，正確填寫(xiě)你的編譯器的所在路徑。

對(duì)loader和boot，直接make。對(duì)uboot,第一步：make_at91rm9200dk,第二步：make。這樣就會(huì)在當(dāng)前目錄下分別生成*.bin文件,對(duì)于uboot.bin，我們還要壓縮成.gz文件。

也許有的人對(duì)loader和boot搞不清楚為什么要兩個(gè)，有什么區(qū)別嗎？首先有區(qū)別，boot主要完成從flash中啟動(dòng)uboot的功能，他要對(duì)uboot的壓縮文件進(jìn)行解壓，除此之外，他和loader并無(wú)大的區(qū)別，你可以把boot理解為在loader的基礎(chǔ)上加入了解壓縮.gz的功能而已。所以這兩個(gè)并無(wú)多大的本質(zhì)不同，只是他們的使命不同而已。

特別說(shuō)名的是這三個(gè)軟件包都是開(kāi)放源碼的，所以用戶可以根據(jù)自己的系統(tǒng)的情況修改和配置以及裁減，打造屬于自己系統(tǒng)的bootloder。