第四章 S5PV210的启动过程

S5PV210，提供了一种IROM的启动方式，这个类似于ARM11的stepping stone的启动方式，也就是在CPU内部的IROM，固化了一段代码，称为BL0，当上电之后，这部分代码首先被执行，然后再去执行指定的代码。

1、使用IROM启动

对于IROM启动，需要以下两个部件。不过这两个部件，都已经是集成在CPU中了。

64KB 的 IROM:  　用于保存BL0的代码

96KB 的 SRAM：  充当BL0代码运行时的RAM

BL0代码执行后，需要后续的代码才能够真正的启动CPU，后续的代码，是可以放置在一些外部设备中的，这些设备包括以下：

• SDRAM    

• ONENANAD启动

• NAND 启动（8/16-bit ECC校验）

• MMC 启动（MMC标准4.3）

• eSSD启动

• UART/USB 启动

IROM启动的一些特性：

• onenand 启动

• nand启动

• MMC启动

• eSSD启动

• UART/USB启动

• 支持安全启动模式

-除了UART/USB启动外，会检查bootloader的完整性。

-为了支持安全启动模式，安全的键值要写入到S5PV210中

如果没有值写入到210中，不是安全启动模式

否则就是安全启动模式。在这种情况下，三星应该写入安全值在制造阶段

• 支持第二级启动

当第一级的启动模式失败后，会进行第二级的启动。如MMC启动时，首先是从MMC通道0启动，如果该启动失败，会从通道2再次启动。

电路设计注意的地方：

1) 通过OM管脚进行IROM启动模式选择，CPU提供了OM0-5管脚来选择后续是使用哪一个设备进行启动。

2) x210的SM/MMC的第二阶段的启动存储器件，使用的是MMC通道2

3) Onenand启动-通过Xm0CSn4/NFCSn2/ONANDXL_CSn0信号来启动

（BL1代码应该包括校验数据在BL1二进制代码的前面）

4) NAND启动-通过Xm0CSn2/NFCSn0来启动

（BL1代码应该包括校验数据在BL1二进制代码的前面）

5) SD/MMC/eMMC启动-MMC通道0用来第一级启动。通道2用来第二级启动。

（BL1代码应该包括校验数据在BL1二进制代码的前面）

6) UART启动方式使用UART通道2用来启动

2、启动顺序

下图是官方推荐的IROM的启动顺序图：

1) 上电，判断OM管脚，确定IROM启动，执行内部iROM的程序，也就是BL0

2) IROM进行启动的一些初始化：初始化系统时钟，初始化一些外设，确定第二阶段启动设备

3) IROM从外部启动设备载入bootloader（前16K）到SRAM中，此时bootloader成为BL1如果是在安全启动模式下，IROM会验证BL1的完整性，从而确定BL1是否可以执行

4) BL1得到执行，BL1会载入bootloader的剩下的部分，称为BL2到SRAM中

5) BL2得到执行，BL2初始化DRAM控制器，载入OS到SDRAM中

6) 最后，跳到OS的起始地址，开始执行。成功启动

IROM启动的执行过程：

1) 禁止看门狗

2) 初始化指令cache

3) 初始化栈

4) 初始化堆

5) 初始化块设备拷贝函数

6) 初始化PLL和设置系统时钟

7) 复制BL1到内部的SRAM中

8) 校验BL1，如果校验失败的话，IROM会尝试第二级启动

9) 检查是否是安全启动模式，如果安全键值写入到s5pv210，是安全模式，是安全模式的话，检查BL1的完整性

10) 跳转到BL1的起始地址执行

以下是启动的流程图：

启动代码分成两部分，BL1（16KB）和BL2（剩下的80KB）。

BL1负责初始化外部启动设备，然后将BL2从外部启动设备读取到SRAM中，跳到BL2中执行

BL2负责初始化DRAM，然后将OS复制到DRAM中，在跳转到DRAM的OS中执行。

BL0会根据OM pin的值，从而确定从外部的哪个启动设备去读取BL1。

第二级启动流程图，当第一级启动失败后，会执行以下的流程。

1) 第一级启动校验失败，启动第二级启动

2) 第二级启动失败，启动UART启动，启动成功，跳转到BL1执行

3) UART启动失败，启动USB启动，启动成功，跳转到BL1执行

4) USB启动失败，就结束启动

当USB启动的时候，要设置启动模式为调试模式，也就是设置外部OM管脚的值。并且设置DNW的地址，下载的地址要设置为0xd020_0000。

当UART启动的时候，要设置启动模式为调试模式，也就是设置外部OM管脚的值。UART启动，使用的是UART2。

在使用USB/UART启动时，不需要头信息去校验。BL1的基地址是0xd002_0000。除了这两个模式外，其他启动方式要使用头信息校验，16字节大小。此时BL1的基地址是0xd002_0010。

3、存储分布

3.1、IROM与IRAM的存储分布

下图是内部IROM和IRAM的存储分布。

可以看出，IRAM的启动地址是从0xd002_0000开始的，不过前16个字节是头信息，真正BL1的程序是从0xd002_0010开始的。

IRAM中有异常向量表，有堆栈，有函数区等等，这些都是在BL0的阶段，给设置的。因此对于这些，BL1程序是可以直接使用。

3.2、MMC设备信息

使用MMC器件作为启动时，要保存一些MMC卡信息。这些信息，就是保存在global variable区域中的。

例如，如果是SD/MMC启动，在BL1阶段，想知道SD/MMC的设备的容量，就可以读取0xd003_7480地址的值，这个值就是外部SD/MMC的设备的容量。

3.3、启动设备拷贝函数

s5pv210内部实现了一些启动设备的数据拷贝函数。这些函数可以复制存储器设备的数据到SDRAM中。这些函数，在BL1是可以直接使用的。

包括了有nand，MMC，eMMC, onenand, eSSD这些在IROM支持的启动设备。

4、启动设备中保存的启动文件布局

对于外部启动的设备，对存储在该设备中的启动代码，官方是有要求的，必须要按照该启动文件布局放置代码，启动代码才会被正确的执行。

不过这个，我们一般都不关心，因为最终我们写好的程序，是通过工具来进行烧写的，工具就会依据这个文件布局，从而将程序烧写到对应的地方去。

对于安全模式的启动模式，在BL1的前16个字节，要加上必要的头信息。因为该头信息会被BL0用到来校验。校验通过，BL1才会得到执行，否则BL1得不到执行。

当载入BL1，IROM检查头数据的BL1的大小，然后拷贝这么大小的BL1到IRAM中。拷贝完BL1后，IROM会计算BL1的数据，然后和BL1的头信息的checksum data比较，比较一致，BL1启动。否则BL1不运行启动，CPU尝试从后续的启动方式启动。

5、启动配置

以下是OM pin的组合，从而确定后续是从哪个外部设备进行启动。对于OM5，为1的话，BL1优先从UART/USB进行启动。

因此如果要通过UART/USB启动的话，这个管脚在上电之初，是要设置为高电平的。

启动失败的时候，XPWMTOUT0管脚会输出一个方波。根据不同启动方式失败，方波的占空比不一样。因此，是可以抓取这个管脚波形，确定失败的启动方式。