SD卡启动调试

zslhutu

     前天有个PMU设计人员要我验一下PMU内部的i2C模块，这个I2C跟我之前验证的I2C模块有些不同，这个是比较简单的，专门与外部电源管理芯片通讯的。其他功能还好，比较好验，有个功能却比较麻烦，就是在PMU将整个系统设为低功耗时，I2C会从一已经配好的数据寄存器里取得数据发送给外部电源管理芯片（此时要求SOC总线进入空闲状态）。我是在FPGA环境上，用ICE调试这块SOC，为了得到发送的数据，我只能将数据通过I2C发送到EEPROM（取代外部电源管理芯片），然后再让系统转为正常模式，读取EEPROM数据，比对是否正确。为什么说这么简单的事情有些困难呢？原因是我们之前做的验证都是通过JTAG ICE加载到FPGA中的，直接从ESRAM或DDR2执行代码。但现在由于要系统总线进入Idle模式，就不能用ICE（Jtag 会对总线有控制作用，很难控制总线Idle状态）。那就得用SD卡启动了。
    注：我们全是裸机跑程序，没有操作系统。
    之前验I2C双主机竞争时，就想学一下SD启动，这样可以节省资源，不过最后还是没有学，用双份资源解决了。现在没办法了，还得学。
    还好有个学姐是做SD卡控制器验证的，她做过SD卡启动，向他求救，她先告诉我怎样用WinHex怎样将代码加载到SD卡里（发给我一份文档），然后呢，她又让我把我工程直接套到他工程里，结果不成功。只能自己搞了。
    我让学姐把她的工程给我，从工程看，启动过程是这样的。首先向SD加载两段代码数据，一段是在SD卡的0~4k里，另一段加载到4k以后的地址。第一段代码是在ESRAM里执行的，第二段是DDR2里执行的。第一段就是学姐写的工程，第二段代码是我的工程代码。
    整个启动过程是这样的：首先这个芯片SOC在FPGA上设置为上电默为ESRAM映射为0x0地址，当选择SD卡启动时，系统一上电会将总线控制权交给DMA，DMA从SD卡般4k（在这个芯片只能般4K，硬件做死的）代码到ESRAM，然后将总线控制权给ARM （cpu），他会从0地址取代码执行，此时执行的就是第一段代码。那么他在第一段代码里做了什么呢？配置SD和DMA，将SD卡里的第二段代码（即4k以后的）由DMA从SD搬到DDR2，然后将DDR2首地址映射为0x0地址，将PC指向DDR2首地址（即0x0），接下来程序就会从DDR2取指令了（在DDR2里跑程序了，在哪跑程序其实就是在哪取指和数据），这就是在执行我的工程代码了。
    为什么没有成功呢？我没有看她的SD和DMA配置程序,我相信这里不会有错（因为学姐验证的这两个模块，这两个模块都很棘手！），我看的是其他代码，结果我发现如下几个问题：
第一：他没有进行REMAP；
第二：她没有将PC指向DDR2；
第三：在她的main里结束时，她加个了死循环while(1);（这怎么会跳呢。。。。）
第四：第二段工程没有加载到DDR2首地址
    于是我按照上边的问题对代码进行了修改，最后从SD卡成功启动并能成功执行到了我的代码。结果新的问题出现了。。。
    由于不能用ICE，因此我只能Uart打印调试信息，结果发现我代码执行到了一半，停在了不应该停的地方，什么原因呢？为什么会跑飞？之前我的程序在用ICE加载程序时是可以成功执行的啊！由于现在板别人在用，于是我在RVDS RVISS（模拟指令集上跑跑试试）结果发现在一个浮点运算处出了问题，出现了未定义指令。于是乎我就将那个浮点运算改掉，最后可以成功运行了。存在一个疑问，为什么呢？之前在JTAG调试时是可以的啊，硬件条件没有变啊！没办法，向系统组的学长请教，经过一番探讨，最后我发现我在工程向SD启动移植时，RVDS选项做了一个小修改，原来的RVDs内核选项是的是ARM1136J_S，而现在我选的ARM1136JF_S，这个选项影响到具体的编译器、汇编器、连接器。然后学长让我改回再试试，果然，真的是这里出了问题！
    我猜测问题答案是这样的：我们这版芯片没有加浮点运算单元，因此原来选择ARM1136J_S内核，会用相应的编译器等编译指令（不支持浮点），如果出现浮点运算，会软解成一般整数指令。而如果选择ARM1136J_S，会用包含有浮点指令的编译器编译，这样我选项选择了ARM1136JF_S内核，而实际用的是ARM1136J_S这一内核，引起用J_S内核执行JF_S的指令，因此出现了未定义指令，因此出错了。
    搞了两天总算将SD卡启动的东西弄个差不多。虽然最终PMU内部的I2C没有将那个数据发送出去（奇怪，难道是RTL设计的问题，还是有其他因素没有考虑到？得分析一下），但收获还是有的。
   在此提供一个小小的常识，有的回想，为什么系统一上电CPU就从SD取程序执行呢？还要那么费事的搬到ESRAM执行。原因是，ARM取指令是一条一条的取值执行，而SD卡本质是NAND，只支持块读写，不支持随机读写，因此就不能再SD卡里执行了。
   顺便奉献上WinHex软件和SD卡烧写说明，希望有的人能够用到。

zhang2000

不错   正在研究 SD controller

icfans3

顶一下。。。。。。。。。。。。

dianguai14

很好饿你找呀

winsen

thanks for share

jimliu12

回复 1# zslhutu


    haodong000000000000000

葱头

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