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S3C2416裸机开发系列八_MDK启动代码工程应用实例

S3C2416裸机开发系列八_MDK启动代码工程应用实例

本帖最后由 yuchengze 于 2016-12-27 15:12 编辑

笔者前面章节简单介绍了s3c2416启动代码的实现过程,启动代码就是用来处理cpu体系结构中一些底层内容,一个功能强大的启动代码是可以当作bootloader(如uboot)来用的。有了启动代码,用户就可以专注于用c来作其它的功能函数开发了,现今的c编译器效率都很高,很智能,不会逐句翻译用户的c代码,而是总体把握编译。用c开发项目对于代码移植,提高效率都是很有必要的,笔者此处就加入启动代码到c工程,用c开发的过程作一个简单的介绍。
1. 启动代码工程架构与启动代码相关的代码文件放在System目录文件夹中。目录架构如下:
s3c2416.s,启动代码文件,代码执行时的入口,用来初始化系统到一个必要的c环境中,最后进入c函数入口main执行c代码。
LowLevelInit.s,板级初始化代码,包括DDR2控制器的初始化,代码搬移到RAM的实现(sd卡启动,Nand启动),由s3c2416.s调用。
Nand.h/Nand.c,Nand flash驱动实现,包括Nand启动时,代码从Nand搬移到RAM的接口函数实现。
MMU.h/MMU.c,MMU映射,把异常向量表从0x0处映射到用户代码的首地址,其余地址空间1:1映射,内存区开启I/D-Cache。
Exception.h/Exception.c,异常处理(包括中断),各个异常的处理代码,IRQ实现统一管理各个外设中断,支持中断嵌套。
s3c2416.h,三星给出的s3c2416寄存器头文件。
s3c2416.sct,MDK链接文件。
笔者所用的DDR2型号为K4T51163QJ-BCE79(DDR2@400M5-5-5),64MB,行地址线13,列地址线为10,16位线宽。不同的板载DDR2,可能要修改LowLevelInit.s中DDR2的线宽时序配置,BANKCFG & BANKCON1, 2。所用的Nand flash为K9F2G08U0B,一页有(2048+64)Byte,一个block有64页,容量大小为(256M+8M)Byte,是一款8位宽的SLC flash。Nand flash不一致,需Nand启动的,则需要修改Nand.c驱动中的这些信息。其余代码文件对于s3c2416/50/51都是通用的。
2. c开发工程搭建首先,启动代码工程是针对MDK的,对于其它编译器可以参考修改。
2.1. 新建MDK工程,不要加入启动代码,加入System目录下启动代码相关文件s3c2416.s,LowLevelInit.s,Exception.c,MMU.c,Nand.c,如图2-1。

图2-1 加入启动代码文件
2.2. 在MDK开发环境,Apps组加入或编写应用的c代码即可,需要有main函数。
2.3. 在Linker下取消点取Use Memory Layout from Target Dialog,在Scatter File中点浏览加入System目录下s3c2416.sct链接文件 (图2-2)。

图2-2 加入链接文件
2.4. 在工程属性->Use->RunUser Programs After Build/Rebuild栏中加入bin生成命令fromelf --bin ".\@L.axf" --output ".\@L.bin",在编译完成后即可在工程目录生成bin,这是我们用来烧录进SD卡或nand等存储器的二进制代码文件。

图2-3 加入生成二进制可执行代码bin命令
2.5. 加入头文件搜索路径,编译后会在工程目录下生成一个二进制可执行文件StartCode.bin。
3. 代码烧写代码可以存储在Nand或sd/mmc中,不借助昂贵的烧写工具,代码烧写进Nand,只能先通过sd卡启动,sd卡代码中包含Nand写的函数实现,即可把代码从sd卡读出再烧写进Nand。Sd卡启动需要二个工具,SdBoot.exe和IROM_Fusing_Tool.exe。SdBoot工具是笔者专为Samsung arm9 S3C2450/S3C2451/S3C2416和arm11 S3C6410从sd卡启动开发的。编译器编译的二进制代码格式是不满足sd卡启动要求的,SdBoot能够转换编译器生成的bin文件,使之转换成符合sd卡启动的二进制代码格式,转换后会在原bin目录生成一个文件名多_1的bin文件。IROM_Fusing_Tool.exe为三星开发的工具,用来把二进制文件烧写进sd卡特定位置,以支持sd卡启动。通过SdBoot工具转换后的二进制代码,再通过ROM_Fusing_Tool.exe烧写进sd卡,即可从sd卡启动,运行代码。
3.1. 打开SdBoot.exe,点击浏览,打开由编译器生成的可执行二进制代码bin。


3.2. 确保选中“制作SD卡启动文件”,点击“生成”,如果成功,将在原bin目录下生成一个文件名比原bin多_1的文件。这个转换后的bin文件即能符合sd卡启动的格式要求。


3.3. 如果没有点选“制作SD卡启动文件”,可以生成一个任意大小的文件(对文件扩充),该功能只为有需要的人使用(可生成特定大小的文件进行测试等)。
3.4. 通过IROM_Fusing_Tool.exe把转换后的代码烧写进sd卡,设置板从sd卡启动。请匆对生成的sd卡启动bin再重复转换,因为工具无法识别二制进代码是否已转换,重复转换将破坏原有的格式。
3.5. 代码烧写进Nand,C工程代码中调用WriteCodeToNand()函数即可把代码从内存中烧写进Nand,以后设置从Nand启动即可。本章测试c代码main.c中实现在开机时按住下载键,即可调用WriteCodeToNand()函数把代码固化进Nand。
4. 附录至此,启动代码功能己完整,启动代码工程为用户设置系统时钟,初始化内存,自动识别启动设备并搬移代码到RAM,MMU映射,中断管理等,用户只需专注于用c开发其它功能函数即可。System目录下为启动代码相关的源码,需要理解后才能进一步修改,任何bug或疑问,欢迎联系笔者。
StartCode.rar,启动代码MDK测试工程,在System目录下包含启动代码的所有源码,Apps为c功能实现目录,main.c有代码固化进Nand的实例。
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