板極調試，啟動載入和工具掃盲

掃自己的盲，給別人看。  依然源自《主流ARM嵌入式系統設計技術與執行個體精解》

 

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關於開發工具和調試
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關於硬體調試
    工具箱：萬用表，示波器，電烙鐵等
    調試方法，注意模組化
        1) 一般從電源供電部分開始，最好單獨調試這一塊，比如有可能的話切斷對後
    端負載的供電，保證各路供電電壓正常，然後用示波器測試各路供電電壓的紋
    波，一般在50mV以內都算正常。
    2) 然後接上負載，測量各處晶振的工作情況。無源晶振一般波形近於正弦波，
    有源晶振多近於方波。
    3) 調試最小系統，確保JTAG部分的串連正確，測量Flash和SDRAM上的時鐘訊號，
    執行Reset操作測量CPU的Reset訊號。如果工作正確，使用適當軟體可以燒寫Boot
    Loader了。Boot Loader啟動以後就可以通過某個特定外設來燒寫檔案系統和內
    核了。
    4) 根據具體應用對各外圍子系統分別進行調試。
    5) 整體調試
    這是學究式的教條式做法，具體實踐中可以靈活變通，實用為王。

工具箱
    開發板（通常必須）
    硬體模擬器（可選）
    下載調試工具（JTAG）（必須）
    開發編譯環境（必須）
        編譯器arm-linux-gcc
    彙編器arm-linux-as
    連結器arm-linux-ld
    庫管理arm-linux-ar
    版本管理 CVS, SVN, GIT等

LDS連結指令碼，Makefile等（略）

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關於啟動
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Boot過程，一般包括
    大小端配置，ARM一般預設為小端格式，但是可以配置為大端格式。一般在上電時確定
    外圍記憶體介面配置，通常對Flash的初始化代碼一般都位於bootloader裡
    啟動模式選擇，一般是通過硬體連線來確定的，比如從哪個位置以16位還是32位啟動
    記憶體位址重新對應，主要是由於異常向量入口需要重新對應。
關於記憶體重新對應
    CPU設計人員為了簡化晶片設計，一般將所有異常入口集中放置在非易失性儲存空間中，
    並在系統上電時將其映射到一個固定的連續地址空間上。由於讀取非易失性儲存空間的
    速度限制以及可能的位寬不匹配問題引入的效能問題，所以引入了重新對應技術。就是
    對已經確立的儲存空間映射再次修改，即重新分配地址資源。MAP發生在系統上電的時
    候，REMAP則在系統上電穩定後發生，並且REMAP並不是必須的。
    REMAP一般開始於系統的Boot Loader，一般是Boot Loader將非易失性儲存空間中的異常
    向量複製到主存中，然後執行REMAP命令，將位於主存的異常向量區塊對應到以稱向量表
    地址空間上。這樣以後系統產生的異常處理將從主存中開始執行。

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關於Boot Loader
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一般基於ARM處理器的Linux嵌入式開發，基本都是硬體板卡設計和軟體系統設計同步進行。
硬體準備好之後，首先要將Boot Loader，核心，檔案系統等移植到硬體系統上。最先一步
就是要移植Boot Loader先啟動系統。

Boot Loader的主要工作：初始化板上硬體，收集硬體資源資訊以提供給作業系統，引導、
載入作業系統。

常用Boot Loader，可以參見wikipedia上關於它的介紹，要選擇適用於嵌入式系統的。

http://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_boot_loaders

這裡只介紹U-Boot，目前該項目位於：

http://www.denx.de/wiki/U-Boot/

關於U-Boot
Universal Boot Loader，曆史淵源可以去看它的網站上的介紹。最大特點在於對眾多處理
器架構的支援。
U-Boot提供兩種模式，啟動載入模式（boot loading）和下載模式（downloading）。
U-Boot提供了大量功能，包括乙太網路支援，BOOTP/TFTP，線上讀寫FLASH等外設，串口支
持，識別多種二進位格式（ELF32，pImage等），指令碼支援，監控等。

U-Boot常用命令
    1) 列印環境變數, printenv
    2) 設定環境變數, setenv
    3) 儲存環境變數, saveenv
    4) 通過串口下載, loadb
    5) tftp網路下載，一般要先設定網路環境，然後通過網路下載映像檔案到特定位置
            U-boot> setenv ethaddr xx:xx:xx:xx:xx:xx
        U-boot> setenv ipaddr xx.xx.xx.xx
        U-boot> setenv serverip xx.xx.xx.xx (tftp server address)
        U-boot> tftp xxxxxxxx kernel.bin
    6) 記憶體操作命令：md, mm, nm, mw, cp, cmp, mtest
    7) 快閃記憶體操作命令：protect, erase, flinfo
    8) 檔案系統命令：fatls, fatload, nfs
    9) 指令碼: run, bootcmd
    a) CPU控制命令：go, bootm, bootp, kgo
    b) 其他命令：usb, help, ?, ping

一般Boot loader的工作流程
    1) 系統複位
    2) 從複位向量地址開始執行，通常是某cpu下面的Start.S彙編代碼。這裡完成定義
    異常向量表（需要關中斷），初始化SDRAM，配置CPU模式，初始化工作時鐘等
    3) 把啟動代碼複製到RAM中，然後進行地址重新對應，然後開始執行啟動常式（一般用
    C編寫），這裡初始化各種將要用到板上外設。

移植U-Boot主要是針對特定板子的移植，包括快閃記憶體、記憶體配置，串口配置等。如果有需要
在boot階段需要啟動的特殊硬體模組，那麼需要自行添加對應的驅動支援。具體來說一般
需要移植如下幾塊：
    CPU初始化部分，包括工作頻率，時鐘模組，大小端配置，Cache初始化
    記憶體（SDRAM和FLASH）初始化，對應的介面寄存器設定各個參數，Flash初始化
    常用必備外設介面初始化：串口、網卡介面、GPIO介面等
    啟動參數修改
    連結編譯的地址分配，主要在.lds檔案中
    編譯參數的修改，主要修改Makefile檔案