DM6446的Bootloader

RBL（ARM ROM Boot Loader）在芯片出厂的时候就已经烧写到ROM里了，这不需要大家关心，上电后，RBL会自动从EMIFA EM_CS2 memory space (0x0200 0000). 执行指令，这个地址就是NAND FLASH 或NOR FLASH的片选起始地址。当你的系统设置为NAND BOOT的时候，UBL（User Boot Loader）是必不可少的，否则RBL不能直接把UBOOT给BOOT起来，因为RBL只支持14K NAND FLASH 的BOOT程序，而UBOOT编译出来后的bin文件一般都大于80K，特别是版本越高，UBOOT的代码越大，所以这时候就需要写一个UBL。UBL 从NAND FLASH 读取UBOOT，然后把UBOOT COPY 到DDR2(RAM)的相关地址上，然后把UBOOT 给BOOT 起来。根据TI DAVIN RBL的规定，不同型号的NAND FLASH，UBL保存的地址是不同的，512字节PAGE 的NAND（即SMALL PAGE），保存的地址是：0x00004000(16K,32页)；2048字节PAGE的NAND （即LARGE PAGE）保存的地址是：0x20000(128K,64页)。

一、DM6446的启动模式

系统加电或复位后，CPU都要从某个预定的地址上取得指令，执行Bootloader程序。DM6446处理器ARM端（ARM-Side）提供两种启动模式：

★  从异步的外部存储器接口AEMIF（Asynchronous External Memory Interface）/NOR Flash引导启动

★  从ARM内部ROM（AIROM，ARM Inner ROM）引导启动

这两者由Boot Selection（BTSEL[1:0]）引脚的设置状态决定。如下：

★  BTSEL[1:0]＝01时，系统加电或复位后ARM处理器从AEMIF或NOR Flash的零地址（0x02000000）执行引导启动代码，这些代码是由用户生成并烧写的，即从外部存储器启动

★  BTSEL[1:0]≠01时，系统加电或复位后，ARM处理器从AIROM的地址（0x00004000）执行RBL（ROM Boot Loader），即从片内ROM的RBL开始运行

而RBL程序根据BTSEL[1:0]状态（BTSEL[0-3]管脚的电平）来区分不同引导启动模式：

★  BTSEL[1:0]＝00，NAND Flash引导启动模式：发送控制信息到UBL（User Boot Loader），并从Flash中拷贝UBL到ARM的内部RAM（AIRAM），并转到UBL执行

★  BTSEL[1:0]＝11，UART引导启动模式：通过UART下载串口UBL并发送控制信息到用户软件

★  BTSEL[1:0]＝10，保留未用

因此，DM6446在上电或复位后，存在四种启动方式。如下图。

DM6446引导启动流程

二、AIROM启动模式

AIROM启动模式受两个限制：1）、AIRAM的空间只有16KB；2）、NAND Flash不支持XIP（eXecute-In-Place，片内执行）技术。因此，AIROM启动模式可以划分为三个阶段：

▲ Stage1：加电或复位后，执行RBL。RBL是TI内嵌的程序，其内部实现不向用户公开；但提供了一个编程接口，以便设计人员据此编写UBL代码。

▲ Stage2：将UBL拷贝到AIRAM中并执行。UBL被烧写在NAND Flash的从Block1开始的5个存储块上，因此UBL的尺寸小于AIRAM的空间大小，即14K。

▲ Stage3：U-Boot。它被烧写在NAND Flash中的UBL后，由UBL读到DDR2中执行。

NAND Flash启动阶段划分

注：虚线部分为NAND引导启动核心

三、UBL

UBL对上与RBL交互，对下要加载运行U-Boot，再由U-Boot加载uImage到DDR2中运行，最后将控制权交给操作系统。因此，UBL的重要性不言而喻。

UBL首先完成系统时钟、DDR频率以及运行环境的初始化，然后复制U-Boot到DDR，并转到start_armboot。

具体设置如下：

◎ 设置引导配置寄存器BOOTCFG，使BTSEL[1:0]=00，即选择NAND Flash引导启动模式；并根据外部NAND Flash型号设置EM_WIDTH位。在RBL从NAND读数据时要根据BOOTCFG的第5位（EM_WIDTH）的值来判断总线宽度和存取数据的大小，EM_WIDTH=0，数据宽度为8位（Bit）；EM_WIDTH=1，数据宽度为16位。

◎ 定义NAND UBL描述符，包括魔术数、UBL入口点地址、页面数、起始块号、起始页号等。RBL首先要读取NAND Flash的设备ID以及设备存取信息（即块和页的大小、UBL标识符等，保存在设备信息表中），然后从NAND设备CIS/IDI Block之后（Block1）的第0页开始读取有效的UBL描述符。如果没有找到与默认UBL标识相匹配的UBL，就搜索下一个块，最多连续搜索5个块，以避免NAND设备开始连续的几个块存在坏块的情况（一般不会出现。NAND Flash在出厂前会保证第一块和第二块是好的）；如果还是没有适合的UBL，则切换到UART启动模式。

◎ 当RBL找到一个有效的UBL时，首先读取并处理UBL描述符，RBL根据描述符信息来决定是否开启EMIF（External Memory Interface）或I-Cache（Instruction-Cache）、是否采用DMA等操作。一旦具备了UBL运行条件，RBL就把UBL拷贝到AIRAM中，并跳转到起始入口地址0x00000020处运行UBL。

◎ UBL将为U-Boot建立运行环境。其主要流程如下：

△ DM644xInit，初始化硬件平台：屏蔽所有中断，电源/休眠管理控制器复位

△ UARTInit，串口初始化设置

△ PLL1Init，系统锁相环PLL1设置

△ PLL2InitDDR，锁相环PLL2设置

△ DDR2Init，DDR2初始化

△ AEMIFInit，AEMIF接口初始化

△ IVTInit，中断向量表初始化

△ NAND_Init，NAND初始化，在读BOOTCFG时，如果BTSEl[1:0]=00就调用

△ NAND_Copy，拷贝U-Boot代码到DDR2中

△ 拷贝成功，根据NAND_BOOT::entryPoint跳转到U-Boot入口的运行