【迅为iMX6Q】开发板 u-boot 2022.04 SD卡启动

开发环境

win10 64位
VMware Workstation Pro 16
ubuntu 22.04
【迅为imx6q】开发板， 2G DDR

uboot-imx 下载

使用 NXP 官方提供的 uboot-imx，代码地址为： https://github.com/nxp-imx/uboot-imx
使用 git 下载 uboot-imx， git clone https://github.com/nxp-imx/uboot-imx
切换到想要的分支，我切换到：lf_v2022.04，也就是 u-boot 2022.04 版本，支持较新的Linux 5.15.72 版本，算是当前比较新的版本了
切换分支 git checkout -b lf_v2022.04 origin/lf_v2022.04
gcc 交叉编译工具链推荐：gcc-arm-11.2-2022.02-x86_64-arm-none-linux-gnueabihf，这个可以在 ARM 官方网站下载，较老或者较新的gcc 版本，可能编译会报错

操作步骤

一、新建 board mx6q_topeet

迅为imx6q 开发板，基于 IMX6Q 系列，所以可以使用 board/freescale/mx6sabresd 作为模板，新建一个 board 用于开发
新建一个 board 目录，如取名为：mx6q_topeet，也可以直接把 board mx6sabresd 复制为 mx6q_topeet， $ cp -r board/freescale/mx6sabresd/ board/freescale/mx6q_topeet

二、新建配置文件 `mx6q_topeet_defconfig`

新建一份 mx6q_topeet_defconfig
可以把 mx6qsabresd_defconfig 复制为 mx6q_topeet_defconfig，操作方法： $ cp configs/mx6qsabresd_defconfig configs/mx6q_topeet_defconfig

三、添加 `TARGET_MX6Q_TOPEET`

修改：arch/arm/mach-imx/mx6/Kconfig
新增如下的配置

在这里插入图片描述

config TARGET_MX6Q_TOPEET
	bool "mx6qsabresd"
    select BOARD_LATE_INIT
    select DM
    select DM_THERMAL
    select IMX_THERMAL
    select BOARD_EARLY_INIT_F
    select NXP_BOARD_REVISION
    imply CMD_DM
    select FSL_CAAM
    select FSL_BLOB
    select ARCH_MISC_INIT
    select RNG_SELF_TEST
    depends on MX6Q

修改：arch/arm/mach-imx/mx6/Kconfig 尾部位置，新增 source "board/freescale/mx6q_topeet/Kconfig"

在这里插入图片描述

四、新增 mk.sh 脚本

vim mk.sh

#!/bin/bash
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabihf- $1 $2 $3 $4

增加 mk.sh 执行权限 $ chmod +x mk.sh
可以使用 $ ./mk.sh mx6q_topeet_defconfig 来配置 board 的默认配置

zhangsz@zhangsz-virtual-machine:~/linux/imx6q/uboot/uboot-imx_2022.04$ ./mk.sh mx6q_topeet_defconfig
  HOSTCC  scripts/basic/fixdep
  HOSTCC  scripts/kconfig/conf.o
  YACC    scripts/kconfig/zconf.tab.c
  LEX     scripts/kconfig/zconf.lex.c
  HOSTCC  scripts/kconfig/zconf.tab.o
  HOSTLD  scripts/kconfig/conf
#
# configuration written to .config
#

五、修改 board mx6q_topeet

board/freescale/mx6q_topeet/mx6sabresd.c 重命名为 board/freescale/mx6q_topeet/mx6q_topeet.c
修改 board/freescale/mx6q_topeet/Makefile， obj-y := mx6sabresd.o 改为 obj-y := mx6q_topeet.o

在这里插入图片描述

修改 board/freescale/mx6q_topeet/Kconfig

if TARGET_MX6Q_TOPEET

config SYS_BOARD
	default "mx6q_topeet"

config SYS_VENDOR
	default "freescale"

config SYS_CONFIG_NAME
	default "mx6q_topeet"

config SYS_TEXT_BASE
    default 0x17800000

endif

在这里插入图片描述

六、修改 configs/mx6q_topeet_defconfig

改动一： CONFIG_TARGET_MX6QSABRESD=y 改为：CONFIG_TARGET_MX6Q_TOPEET=y，也就是新board mx6q_topeet

改动二：CONFIG_DEFAULT_DEVICE_TREE="imx6q-sabresd" 改为CONFIG_DEFAULT_DEVICE_TREE="imx6q-topeet"

在这里插入图片描述

七、增加 `include/configs/mx6q_topeet.h`

添加 board 头文件： include/configs/mx6q_topeet.h，可以通过复制一份：

$ cp include/configs/mx6sabresd.h include/configs/mx6q_topeet.h

八、增加 `arch/arm/dts/imx6q-topeet.dts`

新建 board 的设备树，可以复制一份：如下

$ cp arch/arm/dts/imx6q-sabresd.dts arch/arm/dts/imx6q-topeet.dts

九、增加 `arch/arm/dts/imx6qdl-topeet.dtsi`

新建 board 的设备树 arch/arm/dts/imx6q-topeet.dts 包含 arch/arm/dts/imx6qdl-topeet.dtsi

$ cp arch/arm/dts/imx6qdl-sabresd.dtsi arch/arm/dts/imx6qdl-topeet.dtsi

修改 arch/arm/dts/imx6q-topeet.dts

在这里插入图片描述

修改一：#include "imx6qdl-sabresd.dtsi" 改为 `#include “imx6qdl-topeet.dtsi”``
修改二：

       model = "i.MX6 Quad SABRE Smart Device Board";
       compatible = "fsl,imx6q-sabresd", "fsl,imx6q";

改为：

       model = "i.MX6 Quad Topeet Smart Device Board";
       compatible = "fsl,imx6q-topeet", "fsl,imx6q";

十、修改 `arch/arm/dts/Makefile`

增加生成 imx6q-topeet.dtb

在这里插入图片描述

编译

以上的操作，可以正常编译新的 board mx6q_topeet 了，编译方法为：

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabihf- mx6q_topeet_defconfig
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabihf- -j4

在这里插入图片描述

功能修改

一、修改为 2G DDR

我的这块迅为imx6q 开发板是2G DDR 内存，所以需要修改 board/freescale/mx6q_topeet/mx6q_4x_mt41j128.cfg
修改 configs/mx6q_topeet_defconfig 默认配置，修改 mx6q_4x_mt41j128.cfg 包含路径

把 CONFIG_IMX_CONFIG="board/freescale/mx6sabresd/mx6q_4x_mt41j128.cfg"
修改为 CONFIG_IMX_CONFIG="board/freescale/mx6q_topeet/mx6q_4x_mt41j128.cfg"

在这里插入图片描述

DDR 改为 2G，可以使用 NXP 的DDR 工具生成，也可以把迅为 android uboot 里面的现有的修改，对比并搬过来使用

在这里插入图片描述

修改的 board/freescale/mx6q_topeet/mx6q_4x_mt41j128.cfg 文件如下

/*
 * Copyright (C) 2011-2016 Freescale Semiconductor, Inc.
 * Copyright 2017 NXP
 * Jason Liu <r64343@freescale.com>
 *
 * SPDX-License-Identifier:	GPL-2.0+
 *
 * Refer doc/README.imximage for more details about how-to configure
 * and create imximage boot image
 *
 * The syntax is taken as close as possible with the kwbimage
 */

#include <config.h>

/* image version */
IMAGE_VERSION 2

/*
 * Boot Device : one of
 * spi, sd (the board has no nand neither onenand)
 */
BOOT_FROM      sd

#ifdef CONFIG_USE_IMXIMG_PLUGIN
/*PLUGIN    plugin-binary-file    IRAM_FREE_START_ADDR*/
PLUGIN	board/freescale/mx6q_sd/plugin.bin 0x00907000
#else

#ifdef CONFIG_IMX_HAB
CSF CONFIG_CSF_SIZE
#endif

/*
 * Device Configuration Data (DCD)
 *
 * Each entry must have the format:
 * Addr-type           Address        Value
 *
 * where:
 *      Addr-type register length (1,2 or 4 bytes)
 *      Address   absolute address of the register
 *      value     value to be stored in the register
 */
#ifdef CONFIG_IMX_OPTEE
SET_BIT 4 0x20c4070 0x3c00000
DATA 4 0x20e0024 0x00000003
CHECK_BITS_SET 4 0x20e0024 0x3
#endif
DATA 4 0x020e0798 0x000C0000
DATA 4 0x020e0758 0x00000000
DATA 4 0x020e0588 0x00000030
DATA 4 0x020e0594 0x00000030
DATA 4 0x020e056c 0x00000030
DATA 4 0x020e0578 0x00000030
DATA 4 0x020e074c 0x00000030
DATA 4 0x020e057c 0x00000030
DATA 4 0x020e058c 0x00000000
DATA 4 0x020e059c 0x00000030
DATA 4 0x020e05a0 0x00000030
DATA 4 0x020e078c 0x00000030
DATA 4 0x020e0750 0x00020000
DATA 4 0x020e05a8 0x00000018
DATA 4 0x020e05b0 0x00000018
DATA 4 0x020e0524 0x00000018
DATA 4 0x020e051c 0x00000018
DATA 4 0x020e0518 0x00000018
DATA 4 0x020e050c 0x00000018
DATA 4 0x020e05b8 0x00000018
DATA 4 0x020e05c0 0x00000018
DATA 4 0x020e0774 0x00020000
DATA 4 0x020e0784 0x00000018
DATA 4 0x020e0788 0x00000018
DATA 4 0x020e0794 0x00000018
DATA 4 0x020e079c 0x00000018
DATA 4 0x020e07a0 0x00000018
DATA 4 0x020e07a4 0x00000018
DATA 4 0x020e07a8 0x00000018
DATA 4 0x020e0748 0x00000018
DATA 4 0x020e05ac 0x00000018
DATA 4 0x020e05b4 0x00000018
DATA 4 0x020e0528 0x00000018
DATA 4 0x020e0520 0x00000018
DATA 4 0x020e0514 0x00000018
DATA 4 0x020e0510 0x00000018
DATA 4 0x020e05bc 0x00000018
DATA 4 0x020e05c4 0x00000018
DATA 4 0x021b0800 0xa1390003
DATA 4 0x021b080c 0x001F001F
DATA 4 0x021b0810 0x001F001F
DATA 4 0x021b480c 0x001F001F
DATA 4 0x021b4810 0x001F001F
DATA 4 0x021b083c 0x43180330
DATA 4 0x021b0840 0x03180310
DATA 4 0x021b483c 0x43200330
DATA 4 0x021b4840 0x0320025C
DATA 4 0x021b0848 0x40363838
DATA 4 0x021b4848 0x38362E3C
DATA 4 0x021b0850 0x3E3C4840
DATA 4 0x021b4850 0x44364640
DATA 4 0x021b081c 0x33333333
DATA 4 0x021b0820 0x33333333
DATA 4 0x021b0824 0x33333333
DATA 4 0x021b0828 0x33333333
DATA 4 0x021b481c 0x33333333
DATA 4 0x021b4820 0x33333333
DATA 4 0x021b4824 0x33333333
DATA 4 0x021b4828 0x33333333
DATA 4 0x021b08b8 0x00000800
DATA 4 0x021b48b8 0x00000800
DATA 4 0x021b0004 0x00020036
DATA 4 0x021b0008 0x09444040
DATA 4 0x021b000c 0x8A8F7955
DATA 4 0x021b0010 0xFF328F64
DATA 4 0x021b0014 0x01FF00DB
DATA 4 0x021b0018 0x00001740
DATA 4 0x021b001c 0x00008000
DATA 4 0x021b002c 0x000026D2
DATA 4 0x021b0030 0x008F1023
DATA 4 0x021b0040 0x00000047
DATA 4 0x021b0000 0x841A0000
DATA 4 0x021b001c 0x04088032
DATA 4 0x021b001c 0x00008033
DATA 4 0x021b001c 0x00048031
DATA 4 0x021b001c 0x09408030
DATA 4 0x021b001c 0x04008040
DATA 4 0x021b0020 0x00005800
DATA 4 0x021b0818 0x00011117
DATA 4 0x021b4818 0x00011117
DATA 4 0x021b0004 0x00025576
DATA 4 0x021b0404 0x00011006
DATA 4 0x021b001c 0x00000000

/* set the default clock gate to save power */
DATA 4 0x020c4068 0x00C03F3F
DATA 4 0x020c406c 0x0030FC03
DATA 4 0x020c4070 0x0FFFC000
DATA 4 0x020c4074 0x3FF00000
DATA 4 0x020c4078 0x00FFF300
DATA 4 0x020c407c 0x0F0000C3
DATA 4 0x020c4080 0x000003FF

/* enable AXI cache for VDOA/VPU/IPU */
DATA 4 0x020e0010 0xF00000CF
/* set IPU AXI-id0 Qos=0xf(bypass) AXI-id1 Qos=0x7 */
DATA 4 0x020e0018 0x007F007F
DATA 4 0x020e001c 0x007F007F

/*
 * Setup CCM_CCOSR register as follows:
 *
 * cko1_en  = 1	   --> CKO1 enabled
 * cko1_div = 111  --> divide by 8
 * cko1_sel = 1011 --> ahb_clk_root
 *
 * This sets CKO1 at ahb_clk_root/8 = 132/8 = 16.5 MHz
 */
DATA 4 0x020c4060 0x000000fb
#endif

二、关闭 `[ ] Enable the LDO bypass checking and setting`

迅为imx6q 开发板可以关闭 LDO bypass checking
可以通过 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabihf- menuconfig 图形界面配置修改

在这里插入图片描述

.config - U-Boot 2022.04 Configuration
 -> ARM architecture
 	->  [ ] Enable the LDO bypass checking and setting

三、关闭 `[ ] Enable Driver Model for PMIC PFUZE100`

迅为imx6q 开发板需要关闭 PMIC PFUZE100，应该是没有这个 PMIC

 .config - U-Boot 2022.04 Configuration
 > Device Drivers
 	-> Power
 		->  [ ]     Enable Driver Model for PMIC PFUZE100

在这里插入图片描述

四、通过 savedefconifg 保存默认配置

可以通过 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabihf- savedefconfig，把手动修改的 menuconfig 配置保存下来，覆盖原来的 defconfig

zhangsz@zhangsz-virtual-machine:~/linux/imx6q/uboot/uboot-imx_2022.04$ ./mk.sh savedefconfig
scripts/kconfig/conf  --savedefconfig=defconfig Kconfig

覆盖生成新的 mx6q_topeet_defconfig，操作命令： $ cp defconfig configs/mx6q_topeet_defconfig

五、 SD卡的 CD 与 WP 引脚修改

此时u-boot 烧写后，发现使用 SD 卡启动时，提示找不到 SD 卡，也就是 saveenv 操作失败，这是因为迅为imx6q 开发板 SD CD 引脚需要修改
修改设备树文件：arch/arm/dts/imx6qdl-topeet.dtsi

在这里插入图片描述

修改内容：
设备树节点 &usdhc2 中 cd-gpios = <&gpio2 2 GPIO_ACTIVE_LOW>; 改为 cd-gpios = <&gpio1 4 GPIO_ACTIVE_LOW>; ，这个需要根据迅为开发板原理图

在这里插入图片描述

注释设备树节点 &usdhc2 中的 //wp-gpios = <&gpio2 3 GPIO_ACTIVE_HIGH>; ，因为没有写保护引脚wp，如果设置上一个引脚，SD 卡可能会变为【只读】

&usdhc2 {
	pinctrl-names = "default";
	pinctrl-0 = <&pinctrl_usdhc2>;
	bus-width = <8>;
	cd-gpios = <&gpio1 4 GPIO_ACTIVE_LOW>;
	//wp-gpios = <&gpio2 3 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
	no-1-8-v;
	keep-power-in-suspend;
	enable-sdio-wakeup;
	status = "okay";
};

在这里插入图片描述

重新编译与烧写到SD卡

本次使用 SD 卡启动，开发板需要设置为 SD 卡驱动，并且准备一个 SD 卡，如 32G 的 TF 卡
SD 卡插入电脑，并且连接到 ubuntu，使用 df -l 查看 SD 识别的SD 卡设备

在这里插入图片描述

u-boot 产物

uboot-2022.04 分支，uboot 是基于【设备树】的，产物是 u-boot-dtb.imx，这个可以用于烧写到 SD卡或者 emmc 中， imx 后缀，是对 u-boot.bin 做了处理，用于 imx6q 的 ROM 启动引导 u-boot，直接烧写 u-boot.bin 到 emmc 中，默认无法正常启动

u-boot 烧写

编译环境是： VMWare 虚拟机中的 ubuntu 22.04
SD卡烧写 u-boot-dtb.imx，并不是直接把文件复制到 SD卡中，而是通过 Linux dd 烧写命令写入到SD 卡指定的位置，此时 SD 卡可以不分区
/dev/sdc1 代表 SD 卡设备 /dev/sdc 的分区一，如果没有分区，可以使用 sudo fdisk -l 查看SD 卡设备
烧写命令： sudo dd if=u-boot-dtb.imx of=/dev/sdc bs=512 seek=2 && sync

if=u-boot-dtb.imx 表示输入，u-boot-dtb.imx 是当前路径下的 u-boot 编译的产物
of=/dev/sdd ， /dev/sdd，而不是 /dev/sdd1，表示 SD 卡设备，这里直接烧写到 SD卡指定位置，不是分区
sync 表示 同步，刷到 SD卡中，
bs=512 ：表示 读写块 512 字节
seek=2 ：表示 偏移 2 个 块再烧写，也就是 u-boot-dtb.imx 从 SD 卡设备物理地址偏移 1K 字节的位置开始烧写
sync ： 为了刷新缓存，同步数据，保证写到 SD 卡中

【注意事项】

of=/dev/sdd ，注意这个是 SD 卡实际识别到的设备，每个电脑或者每次插入SD卡，可能会变，需要注意，可以通过 df -l 命令或者 sudo fdisk -l 查看 SD 卡设备
这个`of=/dev/sdd 搞错，有可能会把具体的磁盘写坏，切忌

zhangsz@zhangsz-virtual-machine:~/linux/imx6q/uboot/uboot-imx_2022.04$ sudo dd if=u-boot-dtb.imx of=/dev/sdc bs=512 seek=2 && sync
[sudo] password for zhangsz:
1238+0 records in
1238+0 records out
633856 bytes (634 kB, 619 KiB) copied, 0.0835587 s, 7.6 MB/s

启动信息

把烧写 u-boot-dtb.imx 后的 SD 卡插入 imx6q 开发板，重新上电或者按复位键，通过串口查看输出信息

U-Boot 2022.04-00027-g68064d3ce8 (Jan 07 2023 - 17:40:45 +0800)

CPU:   i.MX6Q rev1.3 996 MHz (running at 792 MHz)
CPU:   Extended Commercial temperature grade (-20C to 105C) at 32C
Reset cause: POR
Model: i.MX6 Quad Topeet Smart Device Board
DRAM:  2 GiB
Core:  80 devices, 19 uclasses, devicetree: separate
MMC:   FSL_SDHC: 1, FSL_SDHC: 2, FSL_SDHC: 3
Loading Environment from MMC... OK
No panel detected: default to Hannstar-XGA
Display: Hannstar-XGA (1024x768)
In:    serial
Out:   serial
Err:   serial
SEC0:  RNG instantiated
switch to partitions #0, OK
mmc1 is current device
flash target is MMC:1
Net:   Could not get PHY for FEC0: addr 1
Could not get PHY for FEC0: addr 1
No ethernet found.

Fastboot: Normal
Normal Boot
Hit any key to stop autoboot:  0
=>
=>