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NAND Flash启动和NOR FLASH启动的问题

来源:小侦探旅游网

1.为什么NAND FLASH不能直接运行程序

    NAND FLASH是顺序存取设备,不能够被随机访问,程序就不能够分支或跳转,这样你如何去设计程序。

    U-BOOT 支持ARM、 PowerPC等多种架构的处理器,也支持Linux、NetBSD和VxWorks等多种操作系统,主要用来开发嵌入式系统初始化代码 bootloader。bootloader是芯片复位后进入操作系统之前执行的一段代码,完成由硬件启动到操作系统启动的过渡,为运行操作系统提供基本的运行环境,如初始化CPU、堆栈、初始化存储器系统等,其功能类似于PC机的BIOS。

2.为什么s3c2440可以从NAND FLASH启动

    椐了解 NOR FLASH 是容量小,速度快,稳定性好,适合做程序存储器。

2.1 Flash种类

    结论是:ARM无法从NAND直接启动。除非装载完程序,才能使用NAND Flash.
装载程序只能从mask rom 或者Nor flash。

3.NAND启动和NOR启动:

    需要检测硬件启动方式,启动方式是由硬件OM0管脚决定的,软件无法检测硬件电平状态,但可以根据CPU的启动特性来检测。

3.1 NAND启动:
3.2 NOR启动:
3.3 总结:

4.从Nand Flash启动U-BOOT的基本原理

4.1 前4K问题
4.2 程序大于4K时怎么办?

    那么当程序大于 4k 的时候,当我们以 nand flash启动后,前面的4Kb 被拷贝到 片内RAM中去执行(自动完成)。我们在这前4K的程序中初始化SDRAM(SDRAM 使用前需要初始化) ,然后将剩下的程序拷贝到 SDRAM中(不是只有4kb 被拷贝到片内RAM中执行了嘛)然后跳转到 SDRAM中去执行剩下的程序。

    那么也就是说 通常当程序大于 4kb的 时候,我们就需要把程序拷贝到SDRAM中去运行。(程序小于4KB 那么也就可以不用拷贝了,以nand flash方式 启动后,程序全被拷贝到 片内4kb的 RAM中去运行。)

    那么,既然程序大于4kb的时候需要从nand flash中拷贝到 SDRAM中去运行。自然可以想到 烧到nand flash中的程序前面一部分代码应该 是初始化SDRAM(程序最终需要拷贝到SDRAM中去运行)和 将NAND flash中的剩余的程序拷贝到SDRAM中去(全考过去也行,方便点),然后跳转到SDRAM中执行。

4.2 启动程序的安排

    由于Nand Flash控制器从Nand Flash中搬移到内部RAM的代码是有限的,所以在启动代码的前4K里,我们必须完成S3C2410的核心配置以及把启动代码(U-BOOT)剩余部分搬到RAM中运行。
    u-boot源码不支持从nand flash启动,可是s3c2410支持从nand flash启动,开发板(sbc-2410x)加电后s3c2410将nand flash的前4k(保存有u-boot的部分功能–拷贝功能–把nand flash中的内容拷贝到SDRAM)拷贝到sram(s3c2410芯片内的sram)。这就需要修改u-boot源码,增加u-boot的功能: 使u-boot在得到执行权后能够将其自身拷贝到开发板上SDRAM中,以便处理器能够执行u-boot。

5.为什么NOR启动要将sp设置为0x40000000+4096

    你也可以不用设置成4096,但要保证堆栈的长度不能和下面其他段重叠,若重叠,就会出BUG,保险值是4096(4K,见上图),因为SRAM就是4K设计的。

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Linux系统的引导: 一个SOC(片上系统芯片)拿过来,它是有内部BROM和SRAM的,这个BROM中会固化芯片厂商的最初引导代码,我们叫它RBL(ROM boot loader),它是SOC上电后开始运行的地方,它会判断是哪种启动方式,如果是nand启动,就会从nand的起始地址处读取UBL(user boot loader)并且复制到ARM的内存里面,也就是上面说的片内SRAM,UBL运行在ARM的内存里,初始化系统,例如初始化DDR.然后UBL从NAND Flash里面读取U-Boot的内容并且复制到DDR里运行.DDR里面运行的U-Boot又从NAND Flash里面读取Linux内核代码,并且复制到DDR上,然后启动内核.

裸机程序的执行 :
对于裸机程序,我们首先把它烧写在nand flash的起始处,那么在下次上电启动时的执行过程是这样的,也是从BROM开始执行,BROM会从nand flash中读取内容到SRAM中,然后开始执行,这样会限制裸机程序的大小不能超过SRAM的大小。如果超过,我们就要另想办法,只能先写一个UBL(user boot loader)(小于SRAM的大小),在UBL中先初始化系统,特别是片外RAM,然后把我们的裸机程序mov到片外RAM上进行跳转执行。

从上面的介绍可以看出,两种方式有相似的地方,从本质上讲,linux内核也可以看成是一个很大的程序,它的引导与普通逻辑程序是一样的。

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