I.MX6UL核心模块tf卡启动linux的实现-锐单电子商城

以下内容已经在盈鹏飞嵌入式Iot-6ULX/EVB-6ULX验证通过平台，Iot-6ULX/EVB-6ULX介绍如下：

1 TF卡启动Linux的原理

1.1 TF卡简介

TF卡又称T-Flash卡。全名：【TransFLash】又名【Micro SD】，由摩托罗拉和SANDISK联合研发于2004年推出。是超小型卡(11*15*1MM），约为SD卡的1/4可以算是目前最小的存储卡。MicroSD 卡是一种非常小的快闪存储卡，其格式来自SanDisk最初，这种记忆卡被称为创造 T-Flash，及后改称为TransFlash；重新命名为microSD的原因是因为被SD协会（SDA）采立。

它主要用于移动电话，但由于体积小，存储容量不断提高，现在已经用于GPS设备、便携式音乐播放器和一些快闪存储盘。它的体积为 1mm x 15mm x1mm ，几乎相当于指甲的大小，是现在最小的记忆卡。它也可以通过SD转接卡连接SD使用卡插槽。

1.2 高速卡和低速卡

TF又分为高速卡和低速卡，TF区分高速卡和低速卡的方法：TF识别卡上的速度等级标志，TF卡符合的SD标准越高，速度分级越高，读写速度越快。如图1-1，注意他右上角的圆圈 4说明这是普速卡，一般文件传输速度为每秒8MB以下，反应比较慢，传文件更慢，如图1-1，就是高速卡，注意看他的右边的圆圈的10，说明是高速卡一般速度在10MB 以上每秒。

图1-1

1.3 TF卡特性

卡容量：

1.标准容量卡（SDSC）：最大容量为128MB~2GB(默认格式为FAT16）

2.高容量卡（SDHC）：容量大小为4~32GB卡(默认格式为FAT32）

3.扩展容量卡（SDXC）：容量大小为64GB~2TB卡(默认格式为exFAT）

TF为了区分不同的卡，卡通常用作外部扩展容量，所以不同用户使用的卡必须不同，SD3.在初始化和识别卡的过程中，0协议将判断用户插入的卡是SDSC/SDHC/SDXC哪种卡，比如在R3中的第38Bit的CCS = 0b时间表示插入的卡SDSC卡，而CCS = 1b时，插入的卡是SDHC或者SDXC卡。

如图1-3所示，四线总线速率模式：

图1-3 SD卡速率模式

说明：

SDR的意思是Single Data Rate（单边数据采样，换句话说就是，要么上升沿采样，要么下降沿采样）；DDR的意思是Double Data Rate(双边数据采样，换句话说，双边采样)。

1.4TF卡工作原理

1.4.1 EVB-P6UL TF卡硬件设计

EVB-P6UL的TF卡硬件设计兼容SD 3.0标准，即支持SDXC与SDHC，原理图1-3显示。

图1-3 EVB-P6UL TF卡原理设计

TF卡的默认工作电压为3.3V，通过设置IO脚“SD1_VSELECT电平(控制2KS3018年是否导致改变FB设置脚的电阻值从而设置RT9043GB的反馈电压，最终调节输出电压（RT9043GBVout）。RT9043GB输出电压和FB脚上电阻相关，相关计算公式如图1-4所示。已选择电阻并设置SD1_VSELECT高电平输出1.8V。

图1-4RT9043GB电压计算公式

2 tf卡及EMMC启动

2.1 tf卡及EMMC启动原理

I.MX6UL根据BOOT_MODE0和BOOT_MODE1不同的配置分为以下四种启动模式.

图2-0 TF卡启动GPIO配置

Fuses启动模式 (BOOT_MODE[1:0] = 00b)

当BOOT_MODE[1:0]寄存器为00b是的，选择为从Fuses模式下启动。该模式与内部启动模式非常相似，但有一点不同：在此模式下，GPIO启动(internal boot 内部启动)重载引脚会被忽略。

内部启动模式 (BOOT_MODE[1:0] = 0b10)

BOOT_MODE[1:0]寄存器的值为0b10时，选择为内部启动模式。在此模式下，处理器继续执行内部的启动代码。启动代码执行硬件初始化，从选择的启动设备中加载程序镜像，使用HAB执行镜像有效性检查，然后跳到程序镜像地址处。如果在内部启动中出项任何错误，启动代码就会跳到串行下载器。

内部启动模式一般只用于产品的开发阶段，因为此模式要占用大量的GPIO资源，而这些GPIO是EIM中关键的数据和地址控制线。在Fuses启动模式下，一旦这些eFuses被烧录，均不能被重擦修改，显而易见的是后者不利于开发中的摸索尝试（一旦出现错误，我们甚至要考虑更换CPU）。在开发阶段，我们使用跳线来配置efuses，然后我们调试测试，直至其稳定后，在最终的产品中，使用和跳线配置相对的eFuses值来烧录fuse，最终可将这些GPIO上的跳线去除，而用于一般用途。

下载模式 (BOOT_MODE[1:0] = 0b01)

该模式下,i.mx6ul处于下载模式,可以通过mfgtools工具对i.mx6ul的存储媒质进行烧写.

EVB-P6UL支持4种存储媒质的启动，分别是SD/TF卡启动、NAND启动、eMMC启动和QSPI启动(分为不同的四类产品,根据客户选择核心模块的不同)，通过对BT_CFG1、BT_CFG2和BT_CFG4三组信号来配合设置来改变启动媒质，除了BT_CFG4之外，其他两组信号BT_CFG1和BT_CFG2直接影响启动模式选择（BT_CFG1+BT_CFG2+BT_CFG4等于24位LCD信号），整个启动配置如下图2-1、图2-2所示：

图2-1 TF卡启动GPIO配置

图2-2 TF卡启动GPIO配置

而根据EVB-P6UL评估板原理图里面对BOOT的选择，只设置了几个信号来供用户进行配置选择，其他都已经被强制拉高或拉低，原理设计如图2-3所示。

图2-3 EVB-P6UL 启动GPIO配置

因EVB-P6UL采取了internal boot mode,所以,这些配置的gpio起到了关键作用，直接决定了启动模式的选择，TF卡关于信号的配置（启动电阻）说明参考如图2-4、图2-5所示：

图2-4

图2-5

说明：目前只操作了普速卡。如若把BOOT_DFG2[1]设为1，GPIO_IO5设为1，VDD_SD1输出3.3V，板子可以正常启动。

缺陷:当操作高速卡时，即把BOOT_DFG2[1]设为1,GPIO1_IO5为0,VDD-SD1输出为1.8V，终端会打印信息提示提供电压不足，详见附录2。

2.1 tf卡启动原理及实现

我们刚刚交代了tf卡(接到端口uSDHC1)和emmc(接到端口uSDHC2)启动的原理，为了更改为TF卡启动，我们必须去更改配置电阻，那么是否有更好的办法实现TF卡启动呢？经过我们仔细查看相关手册，我们发现，在Fuses启动(BOOT_MODE[1:0] = 00b)这个模式下，默认的启动就是从uSDHC1启动：

3软件支持

要把板子跑起来，无非就是包括U-boot、dtb、Kernel和跟文件系统均写入正确，此次TF启动只修改U-boot和dtb的部分代码。

3.1 U-boot

u-boot如果要支持TF卡启动，则启用USDHC1，注释USDHC2。修改uboot-imx/include/configs/mx6ul_arm2.h，修改后如下图3-1。

图3-1

然后，修改

uboot-imx/board/freescale/mx6ul_14x14_ddr3_arm2/mx6ul_14x14_ddr3_arm2.c将USDHC1设为高电平。如图3-2所示。

图3-2

3.2 内核

EVB-P6UL采用3.14.38版本的Linux内核，驱动描述使用dts。因存储媒质及应用接口不同，对应的dtb也不同，EVB-P6UL评估板主要有5路UART（双网络）和8路UART（单网络）两种，另外有使能CAMERA接口产品等，为了便于管理这些dtb文件，我们采用关键字区别法来区别。例如：“CSI”、“UART”、“RES”、“CAP”来判定应该烧写那个dtb，命名规则举例说明：

evbp6ul-m256f512-res-8uarts.dtb：

m256，即memory 256MB；f512，即Nand Flash 512MB；res，电阻式触摸屏；8uarts，8路UART（单网络）。

evbp6ul-m256s64-res-5uarts.dtb：

m256，即memory 256MB；s64表示QSPI Nor Flash为64M；res表示电容式触摸屏；5uarts

表示5路UART（双网络）。

evbp6ul-m256e2g-cap-5uarts.dtb：

m256，即memory 256MB；e2g表示emmc Flash为2G；cap表示电容式触摸屏；5uarts表示5路UART（双网络）。

说明：选择正确的dtb才能使板子正常工作，具体可看/fsl-release-bsp/Makefile,然后选择对应的dtb编译。

确认dts中usdhc1（EVB-P6UL硬件设计usdhc1为TF卡）的驱动描述，如下图3-3、图3-4、图3-5所示。

图3-3

代码清单如下：

&usdhc1 {

pinctrl-names = "default", "state_100mhz", "state_200mhz";

pinctrl-0 = <&pinctrl_usdhc1>;

pinctrl-1 = <&pinctrl_usdhc1_100mhz>;

pinctrl-2 = <&pinctrl_usdhc1_200mhz>;

cd-gpios = <&gpio1 19 0>;

keep-power-in-suspend;

enable-sdio-wakeup;

vmmc-supply = <®_sd1_vmmc>;

status = "okay";

};

图3-4

代码清单如下：

reg_sd1_vmmc: regulator@1 {

compatible = "regulator-fixed";

regulator-name = "VSD_3V3";

regulator-min-microvolt = <3300000>;

regulator-max-microvolt = <3300000>;

gpio = <&gpio1 5 GPIO_ACTIVE_HIGH>;

enable-active-high;

};

图3-5

代码清单如下：

pinctrl_usdhc1: usdhc1grp {

fsl,pins = <

MX6UL_PAD_SD1_CMD__USDHC1_CMD 0x17059

MX6UL_PAD_SD1_CLK__USDHC1_CLK 0x10071

MX6UL_PAD_SD1_DATA0__USDHC1_DATA0 0x17059

MX6UL_PAD_SD1_DATA1__USDHC1_DATA1 0x17059

MX6UL_PAD_SD1_DATA2__USDHC1_DATA2 0x17059

MX6UL_PAD_SD1_DATA3__USDHC1_DATA3 0x17059

};

pinctrl_usdhc1_100mhz: usdhc1grp100mhz {

fsl,pins = <

MX6UL_PAD_SD1_CMD__USDHC1_CMD 0x170b9

MX6UL_PAD_SD1_CLK__USDHC1_CLK 0x100b9

MX6UL_PAD_SD1_DATA0__USDHC1_DATA0 0x170b9

MX6UL_PAD_SD1_DATA1__USDHC1_DATA1 0x170b9

MX6UL_PAD_SD1_DATA2__USDHC1_DATA2 0x170b9

MX6UL_PAD_SD1_DATA3__USDHC1_DATA3 0x170b9

};

pinctrl_usdhc1_200mhz: usdhc1grp200mhz {

fsl,pins = <

MX6UL_PAD_SD1_CMD__USDHC1_CMD 0x170f9

MX6UL_PAD_SD1_CLK__USDHC1_CLK 0x100f9

MX6UL_PAD_SD1_DATA0__USDHC1_DATA0 0x170f9

MX6UL_PAD_SD1_DATA1__USDHC1_DATA1 0x170f9

MX6UL_PAD_SD1_DATA2__USDHC1_DATA2 0x170f9

MX6UL_PAD_SD1_DATA3__USDHC1_DATA3 0x170f9

};

4 TF卡启动Linux

EVB-P6UL可选用MfgTools或Linux主机（PC，x86平台）烧录TF卡。Linux内核镜像包括u-boot、zImage、DTB和根文件系统。u-boot裸写到TF卡，zImage与DTB存储到u-boot之后的FAT分区，根文件系统存储到内核分区之后的ext3/ext4分区。

以下两节，将分别介绍Linux主机和MFGTools制作TF。

4.1Linux主机制作TF卡

Linux主机制作TF卡，使用脚本完成。步骤如下：

1、将p6ultfboot.tar.bz2复制到Linux主机，并解压，指令如下

$tar -jxf p6ultfboot.tar.bz2

解压后得到图4-1所示的文件：

图4-1

其中，mksdcard.sh为制作TF卡的脚本文件；rootfs-p6ul-mmc.tar为根文件系统，该文件根据需要替换，文件名为格式rootfs*.tar；sdboot目录下的u-boot.imx、zImage、evbp6ul.dtb分别为u-boot、内核镜像和dtb文件。

2、使用root用户（权限）执行制作脚本createSdcard.sh

$ sudosh createSdcard.sh

提示选择设备号时，根据实际情况输入“#”所在列的数值。若同时有多个TF卡，设备号与设备对应（name对应的列），制作TF卡时不建议同时插入多张卡。如图4-2所示。

图4-2

提示重分区是，输入“y”。如图4-3所示。

图4-3

当制作完成，显示如图4-4所示信息。

图4-4

说明：除了图4-4所提示的信息，还应查看脚本执行的所有信息是否有错误提示。

4.2 MfgTools烧录TF卡

使用MfgTools制作TF启动卡的步骤如下：

MfgTools的烧录脚本分为QT与无QT两种，分别如下：

mfgtool2-linux-mx6ul-console-sd （无QT）

mfgtool2-linux-mx6ul-qt4-sd （QT4.8）

1、拨码开关SW5切换至下载模式（Serial Downloader），连接电源、debug console、USB device接口（CN11）。上电，运行烧录脚本（例如，mfgtool2-linux-mx6ul-console-sd），当USB device连接成功后插入TF卡，USB device与PC连接成功，MfgTools出现“HID-compliant device”，如图4-5所示。

图4-5

说明：由于启动设备优先级的原因，TF卡需在MfgTools连接成功后安装，否则出现MfgTools不连接的现象，如图4-6所示。若不了解接线以及拨码开关的使用，请参考产品开发光盘中《EVB-P6UL linux系统烧录手册》。

图4-6

2、点击MfgTools的“start”按钮开始烧录，此时debug console（用超级终端、putty此类软件查看）打印Linux系统启动、烧录等信息。当弹出如图4-7的格式化对话窗时，cancel或关闭。

图4-7

3、烧录完成，弹出图4-8窗口。

图4-8

4、断电，拨码开关切换至“00”（Boot From Fuses），从TF卡引导Linux。

说明：关于i.MX6UL从TF卡引导的介绍，参考附录1。

资讯详情

I.MX6UL核心模块tf卡启动linux的实现

1 TF卡启动Linux的原理

1.2 高速卡和低速卡

1.4TF卡工作原理

2.1 tf卡及EMMC启动原理

2.1 tf卡启动原理及实现

3.1 U-boot

4 TF卡启动Linux

4.1Linux主机制作TF卡

4.2 MfgTools烧录TF卡

CONXALL Multi-Con-X Insta-Click 连接器，带螺丝的介绍、特性、及应用

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