computer_knowledge_notes/FU540-C000.md at 80d69f4cd1bf6ac45706cdc7c32e379042b983d4

8.7 KiB

Raw Blame History

参考资料

简介

HiFive Unleashed是U540 Soc的Linux开发平台，是一个多核RISC-V SoC。硬件配置如下：

硬件	属性	手册对应章节
内存	8G DDR4	5, 12, 20
以太网端口	千兆	19
JTAG接口	用于调试	23, 34
ChipLink	TileLink协议的片外串行化	22
SD卡槽
PCIe	FMC + 低速I/O扩展
E51 Core 0	RV64IMAC，(M,U mode)，监控核	3
U54 Core 1-4	RV64GC，(M,S,U mode)，应用核	4
L2 cache	2M	11
中断	平台级中断控制器PLIC，计时器中断，软件中断	8, 9, 10
串口	uart0, uart1	13
QSPI 0-3	串行外部接口	16
PWM 0-1	脉冲宽度调制器	14
I2C 0	集成电路控制器	15
GPIO	通用I/O引脚	17
OTP	一次可编程存储器	18

需要：开发板，USB线，电源适配器，可选配网线或FMC扩展卡

时钟和复位(手册第7章)

时钟和复位是通过电源复位时钟中断(PRCI)架构来管理的。

启动过程(手册第6章)

FU540-C000支持从多种源来启动，这是通过模式选择(MSEL[3:0])引脚来实现的。而3个QSPI接口则控制从哪里下载media(SPI flash或SD卡)。

MSEL	FSBL的位置	BBL的位置	作用
0000	-	-	无限循环等待调试
0001	-	-	跳至0x2000_0000(内存映射OSPI0)
0010	-	-	跳至0x3000_0000(内存映射OSPI1)
0011	-	-	跳至0x4000_0000(未缓存的ChipLink)
0100	-	-	跳至0x6000_0000(缓存的ChipLink)
0101	QSPI0 x1 flash	QSPI0 x1 flash	-
0110	QSPI0 x4 flash	QSPI0 x4 flash	从flash 获取镜像
0111	QSPI1 x4 flash	QSPI1 x4 flash	-
1000	QSPI1 x1 SD	QSPI1 x1 SD	-
1001	QSPI2 x1 flash	QSPI2 x1 flash	-
1010	QSPI0 x4 flash	QSPI1 x1 SD	-
1011	QSPI2 x1 SD	QSPI2 x1 SD	从SD卡获取镜像
1100	QSPI1 x1 flash	QSPI2 x1 SD	-
1101	QSPI1 x4 flash	QSPI2 x1 SD	-
1110	QSPI0 x1 flash	QSPI2 x1 SD	-
1111	QSPI0 x4 flash	QSPI2 x1 SD	默认启动模式

1. 复位向量

一加电，所有的核都跳到ROM 0x1004处执行，ROM中的内容如下：

0x1000	MSEL的值
0x1004	auipc t0, 0		# t0保存了当前指令的地址，即0x1004
0x1008	lw t1, -4(t0)	# t1保存的内存0x1000的值，即MSEL的值
0x100c	slli t1, t1, 0x3	# t1 = t1 << 3，即8*t1
0x1010	add t0, t0, t1		# t0 += t1
0x1014	lw t0, 252(t0)	# t0保存的内存地址0x1000+0x100+8*MSEL处的值
0x1018	jr t0			# 实际上最终跳转的位置由MSEL的值决定

当MSEL>4的时候，均是跳转到ROM 0x1_0000处执行，即ZSBL。

2. ZSBL

ZSBL是零阶段的引导程序，它负责从GPT下载FSBL。编号为0的核首先配置时钟分频器，然后寻找GUID为5B193300-FC78-40CD-8002-E86C45580B47的分区。它首先下载GPT头(位置在512字节～604字节)，然后依次扫描分区表直到找到分区，接下来将该分区的内容(即FSBL)下载到内存0x0800_0000处，最后跳转到该地址执行。

ZSBL是通过MSEL的值来决定FSBL所在的分区的。

3. FSBL

FSBL是第一阶段的引导，它负责将内核载入内存。

通过配置和运行片上PLL将频率提升至1GHz。
配置DDR PLL，以太网PHY和控制器。
设置GEM，GXL，TX，PLL为125MHz并重置之。
如果有外部PHY，重置之。
从GUID号为2E54B353-1271-4842-806F-E436D6AF69851的分区下载BBL。
Scan OTP for the chip serial number
将DTB复制到内存
跳转到0x8000_0000

FSBL通过MSEL的值来寻找BBL所在的分区。

4. BBL

BBL在0x8000_0000，它提供SBI并模拟RISC-V指令。Linux在0xffff_ffe0_0000_0000处。

5. 启动方法

Flash Bit-Banged x1
Flash 内存映射x1
Flash 内存映射x4
SD卡Bit-Banged x1

软件开发流程

安装需要的包

sudo apt-get install autoconf automake autotools-dev bc bison \
build-essential curl flex gawk gdisk git gperf libgmp-dev \
libmpc-dev libmpfr-dev libncurses-dev libssl-dev libtool \
patchutils python screen texinfo unzip zlib1g-dev

安装free-u-sdk
```
git clone https://github.com/sifive/freedom-u-sdk.git
cd freedom-u-sdk
git submodule update --init --recursive
unset RISCV
make
```
编译时问题解决：
- Unescaped left brace in regex is illegal here in regex; marked by <-- HERE in m/\${ <-- HERE (\[^ \t=:+{}]+)}/ at /data/szx/Code/freedom-u-sdk/work/buildroot_initramfs/host/usr/bin/automake line 3936.
  
  以上问题的解决方法：给大括号转义，变成如下形式\{
- ./../misc/create_inode.c:395:18: error: conflicting types for ‘copy_file_range’
  
  以上问题的解决方法：这是由于自定义函数和库函数重名了，解决方法就是给自定义函数换个名字。首先，通过grep命令找到所有定义和使用了copy_file_range函数的地方，然后把所有的copy_file_range函数更名为copy_file_chunk。2个文件共计8处需要修改。
编译完毕，显示如下信息：

This image has been generated for an ISA of rv64imafdc and an ABI of lp64d Find the image in work/bbl.bin, which should be written to a boot partition

To completely erase, reformat, and program a disk sdX, run: sudo make DISK=/dev/sdX format-boot-loader ... you will need gdisk and e2fsprogs installed

把镜像复制到SD卡

sudo umount /dev/exb	# 假设SD卡名叫exb,先要从文件系统中卸载掉
sudo gdisk /dev/exb		# 为exb创建GPT
# p打印分区信息，d删除分区，o清除所有分区数据，w写数据(即将更改作用于设备)
sudo make DISK=/dev/exb format-boot-loader	# 将系统写入SD卡

写卡时的问题与修复：

写低速SD卡有可能会失败，多重复几次即可成功。

在开发板上运行镜像
1. 拔电源，关开关。(关开关并不能代替拔电源。)
2. 确保风扇已连接。
3. 将DIP开关拔到左边(左边为1,右边为0)，使MSEL处于1111模式。这是默认的启动模式。
4. 插入安装了BBL+Linux的SD卡。
5. 连接网线和USB线。
6. 插上电源，风扇开始转动。
7. 打开开关，30秒后LED灯开始闪烁。
有两种方式连到开发板，ssh和串口。串口慢且不能接收文件，应尽量选择ssh方式。
- ssh连接
  
  电源开启后，默认的freedom-u-sdk镜像会通过DHCP获取IP地址，并开启ssh服务。
  
  ssh root@ip地址登陆，密码：sifive
- USB连接
  
  sudo screen /dev/ttyUSB1 115200
  
  用户名：root，密码：sifive
在qemu中运行镜像

make qemu

编译时问题的解决：
- Unescaped left brace in regex is illegal here in regex; marked by <-- HERE in m/\${ <-- HERE ([^ \t=:+{}]+)}/ at /data/szx/Code/freedom-u-sdk/work/buildroot_rootfs/host/usr/bin/automake line 3936.
  
  以上问题的解决方法依然是给大括号转义。
- ./../misc/create_inode.c:395:18: error: conflicting types for ‘copy_file_range’
  
  以上问题的解决方法依然是给本地函数重命名。

8.7 KiB

Raw Blame History

参考资料

简介

时钟和复位(手册第7章)

启动过程(手册第6章)

1. 复位向量

2. ZSBL

3. FSBL

4. BBL

5. 启动方法

软件开发流程

连接器引脚分配

FMC

低速I/O扩展

MicroUSB

SD卡

JTAG

8.7 KiB Raw Blame History Unescape Escape

参考资料

简介

时钟和复位(手册第7章)

启动过程(手册第6章)

1. 复位向量

2. ZSBL

3. FSBL

4. BBL

5. 启动方法

软件开发流程

连接器引脚分配

FMC

低速I/O扩展

MicroUSB

SD卡

JTAG

8.7 KiB

Raw Blame History