1、Bring Up流程
SOC (System on a Chip) bring-up
是一个复杂的过程,涉及到硬件、固件和软件的集成和验证,以下是一个基于BROM
,SPL
,UBOOT
和Linux
的启动流程的概述:
BROM (Boot Read-Only Memory)
启动:启动的最初阶段,在这个阶段,系统会执行芯片ROM
里面的代码,这部分代码主要用来检查启动模式,包括NOR
、Nand
、Emmc
等,然后从对应的存储介质中加载SPL(Secondary Program Loader)
代码。SPL (Secondary Program Loader)
启动:SPL
属于Uboot
的一部分,它的主要作用就是:初始化硬件并加载完整的U-boot
,主要体现在初始化时钟、看门狗、DDR
、GPIO
以及存储外设,最后将U-boot
代码加载到DDR
中执行。U-Boot
启动:U-boot
的主要作用是:引导加载Kernel
和DTS
。U-boot
在启动之后,同样初始化Soc
硬件资源,然后会计时等待,并执行默认的启动命令,将Kernel
和DTS
信息从存储介质中读取出来并加载到内存中执行。Kernel
启动:在U-Boot
加载了内核映像和设备树之后,系统会启动Linux
。在这个阶段,系统会初始化各种硬件设备,加载驱动程序并启动用户空间应用程序。
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2、常见问题
Q
:为什么上一个阶段已经初始化了硬件资源,下一个阶段为何重复初始化?
A
:
每个阶段的硬件初始化,其目标和需求都不同,硬件配置也会不一样,因此在不同阶段进行不同的初始化。
硬件状态可能会改变,在
SOC
启动过程中,硬件状态可能会因为电源管理、时钟管理等原因而改变,这可能需要在每个阶段都重新初始化以确保其正确工作为了保证硬件资源的可靠性,最好每个阶段都重新初始化一次
Q
:U-boot
加载内核时,会进行重定位的操作,这一操作有何意义?
A
:
U-boot
的重定位,主要作用是为了 给内核提供一个连续的、大的内存空间,供内核和其他应用程序使用U-boot
的加载过程分两个阶段,即:SPL
和U-boot
,
在
SPL
阶段,主要将U-boot
代码从Flash
中加载到RAM
指定位置在
U-boot
阶段,U-boot
会将自身从RAM
的开始部分移动到RAM
的末尾,占用高地址空间,从而让低地址空间可以作为一个连续的,大的内存空间供内核和其他应用程序使用。
Q
:在Bring Up
中,为了保证启动时间,如何裁剪?
A
:
启动时间的裁剪是一个重要的步骤,其主要目标是缩短从电源打开到操作系统完全启动的时间。
优化
Bootloader
:减小Bootloader
的代码大小,减少硬件初始化(只初始化必要硬件设备)等优化
Kernel
:减少启动服务数量,优化服务的启动顺序,使用预加载技术等方法来实现。使用快速启动模式:一些
SOC
支持快速启动模式,这种模式下,SOC
会跳过一些不必要的硬件初始化和自检过程,从而更快地启动。使用休眠和唤醒技术:一些
SOC
还支持休眠和唤醒技术,这种技术可以将系统的状态保存到非易失性存储器中,然后关闭系统。当系统再次启动时,可以直接从非易失性存储器中恢复系统的状态,从而更快地启动。