Soc的Bring Up流程
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。