飞凌嵌入式ElfBoard ELF 1板卡-mfgtools烧录流程之烧写原理

开发板

MfgTools工具目录

MfgTool工具是一个NXP提供的OTG烧录工具，工具主目录主要由以下文件组成：

Profiles/目录：

（一）Profiles\Linux\OS Firmware\files中，存储着将要烧写到存储介质(启动介质)的目标镜像（uboot、内核、文件系统、设备树等）

（二）Profiles\Linux\OS Firmware\firmware中，存储着引导烧写的镜像（uboot、内核、ramfs文件系统、设备树）

（三）Profiles\Linux\OS Firmware中，存储着ucl2.xml脚本和mksdcard.sh.tar分区脚本。

mx6ull-4gemmc-512mddr-qt5.6.vbs主要用于启动MfgTool2.exe程序，并向其传递配置参数，MfgTool2.exe程序会根据这些参数执行Profiles\Linux\OS Firmware\ucl2.xml中的命令。

MfgTool工具工作过程

MfgTool工具工作过程主要分以下几个步骤：

（一）拨码无误，开发板上电之后，首先boot ROM（SOC内部code，boot ROM具体作用在以后章节会进一步讲解）开始运行，对USB外设进行初始化，并将开发板枚举成HID设备。

（二）Mfgtool工具检测到此HID设备，并与之建立连接。然后Mfgtool工具会解析Firmware\目录下uboot，并使用uboot中的内存配置信息对开发板DDR进行初始化配置。

（三）DDR内存初始化完成之后，Mfgtool工具就会按照mfgtools\Profiles\Linux\OS Firmware\ucl2.xml脚本中的命令将mfgtools\Profiles\Linux\OS Firmware\firmware\目录下uboot镜像、内核镜像、设备树以及ramfs加载到DDR内存中指定地址，然后发送指令给boot ROM，跳转到DDR内存的uboot入口地址，执行uboot，uboot进而启动内核，内核挂载ramfs文件系统。

（四）系统启动之后，会枚举USB作为一个MSC设备，此时SoC可以和主机进行高速数据传输。

（五）然后，Mfgtool会逐一执行mfgtools\Profiles\Linux\OS Firmware\ucl2.xml脚本中的命令，将mfgtools\Profiles\Linux\OS Firmware\files\目录下的uboot、内核镜像、设备树文件、文件系统等逐一烧写到存储介质(启动介质)中。

ucl2.xml文件讲解

xml文件中会根据不同的板卡类型，选择不同的LIST，主要讲解EMMC版本的烧录流程：

（一）将引导镜像加载到DDR

在文件中查找

Loading U-bootLoading Kernel.Loading Initramfs.Loading device tree. Jumping to OS image.

复制代码

可以看到先是加载了Profiles\Linux\OS Firmware\firmware目录下的u-boot-imx6ul%lite%%6uluboot%_emmc.imx也就是固件下的u-boot-imx6ull14x14evk_emmc.imx文件。

这两个名称是如何定义的呢？在mfgtoos的根目录下的mx6ull-4gemmc-512mddr-qt5.6.vbs和cfg.ini文件中有相关定义，可以右键使用文本格式打开这两个文件进行查看。

cfg.ini文件如下：

[profiles]
chip = Linux
[platform]
board = SabreSD
[LIST]
name = SDCard
[variable]
board = sabresd
mmc = 0
sxuboot=sabresd
sxdtb=sdb
7duboot=sabresd
7ddtb=sdb
6uluboot=14x14ddr3arm2
6uldtb=14x14-ddr3-arm2
6ulldtb=14x14-ddr3-arm2
ldo=
plus=
lite=l
initramfs=fsl-image-mfgtool-initramfs-imx_mfgtools.cpio.gz.u-boot
seek = 1
sxnor=qspi2
7dnor=qspi1
6ulnor=qspi1
nor_part=0

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可以看到，lite=l，6uluboot=14x14ddr3arm2，lite的定义没问题是l，但是6uluboot的定义也不是14x14evk呀，别着急看下一个文件。

mx6ull-8gemmc-512mddr-qt5.6.vbs：

Set wshShell = CreateObject("WScript.shell")
wshShell.run "mfgtool2.exe -c ""linux"" -l ""eMMC"" -s ""board=sabresd"" -s ""mmc=1"" -s ""6uluboot=14x14evk"" -s ""6uldtb=14x14-evk"""
Set wshShell = Nothing

复制代码

能看到这里又重新定义了6uluboot的名称，在ucl2.xml文件中使用%lite%和%6uluboot%来引用这两个变量。所以u-boot-imx6ul%lite%%6uluboot%_emmc.imx就是u-boot-imx6ull14x14evk_emmc.imx文件。

这样芯片就会自动解析uboot然后对DDR进行初始化，引导固件中的uboot就开始运行了。

接下来就是将Profiles\Linux\OS Firmware\firmware目录下的zImage_emmc加载到DDR的“0x80800000”地址，命令如下：

Loading Kernel.

复制代码

然后是加载虚拟文件系统，将Profiles\Linux\OS Firmware\firmware目录下的fsl-image-mfgtool-initramfs-imx_mfgtools.cpio.gz.u-boot加载到DDR的“0x83800000”，%initramfs%的定义在上文的cfg.ini文件中可以找到。这个虚拟文件系统又叫rmadisk，是将内存的一块地址虚拟成硬盘来使用，断电后是不会保存的。

Loading Initramfs.

复制代码

然后加载设备树文件，将Profiles\Linux\OS Firmware\firmware目录下的zImage-imx6ull-14x14-evk-emmc.dtb加载到DDR的“0x83000000”，最后jump命令跳转到虚拟文件系统中。

Loading device tree. Jumping to OS image.

复制代码

（二）EMMC分区，进入到虚拟文件系统后就可以对EMMC进行分区了。

先是将Profiles\Linux\OS Firmware\下的mksdcard.sh.tar包发送到了虚拟文件系统中。

Sending partition shell

复制代码

然后使用tar命令将压缩包解压：

Partitioning...

复制代码

最后执行mksdcard.sh对mmcblk1进行格式化和分区操作。%mmc%在上文中的mx6ull-8gemmc-512mddr-qt5.6.vbs文件中有定义。

Partitioning...

复制代码

接下来看一下mksdcard.sh中是如何进行格式化和分区的，在windows上解压mksdcard.sh.tar并打开mksdcard.sh脚本：

#!/bin/sh
# partition size in MB
BOOT_ROM_SIZE=10
# wait for the SD/MMC device node ready
while [ ! -e $1 ]
do
sleep 1
echo “wait for $1 appear”
done
# call sfdisk to create partition table
# destroy the partition table
node=$1
dd if=/dev/zero of=${node} bs=1024 count=1
sfdisk --force ${node} << EOF
${BOOT_ROM_SIZE}M,500M,0c
600M,,83
EOF

复制代码

先是循环检测虚拟文件系统中/dev/mmcblk1节点是否注册成功，$1就是传进来的第一个参数/dev/mmcblk1。

# wait for the SD/MMC device node ready
while [ ! -e $1 ]
do
sleep 1
echo “wait for $1 appear”
done

复制代码

如果识别到了mmcblk1设备，就使用dd命令将EMMC的前1KB的空间清0，EMMC的前1KB空间保存的是它的分区表信息，所以在正常使用情况下千万不能执行如下操作。

# call sfdisk to create partition table
# destroy the partition table
node=$1
dd if=/dev/zero of=${node} bs=1024 count=1
接下来就是使用sfdisk命令对EMMC进行分区操作。
sfdisk --force ${node} << EOF
${BOOT_ROM_SIZE}M,500M,0c
600M,,83
EOF

复制代码

0c为fat32格式，83为ext3格式，其中10-500M为fat32格式，使用来存储镜像的分区。600M之后的空间都为ext3格式的分区，是给文件系统来用的。在开发板的命令行执行df -h命令即可看到这些分区，如下：

root@ELF1:~# df -h
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/root 6.5G 746M 5.5G 12% /
devtmpfs 89M 4.0K 89M 1% /dev
tmpfs 40K 0 40K 0% /mnt/ .psplash
tmpfs 249M 140K 249M 1% /run
tmpfs 249M 140K 249M 1% /var/volatile
/dev/mmcblk1p1 500M 12M 488M 3% /run/media/mmcblk1p1

复制代码

（三）格式化和烧录

uboot分区格式化和烧录，先是清除了mmcblk1偏移量768之后的8k字节，此位置存放的是uboot的环境变量。

clear u-boot arg

复制代码

然后使能mmcblk1boot0的写操作，将Profiles\Linux\OS Firmware\files目录下的u-boot.imx烧写到mmcblk1boot0分区。

Sending u-boot.binwrite U-Boot to sd card re-enable read-only access enable boot partion 1 to boot

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接下来是格式化FAT32分区，并烧写zImage、logo图片和dtb文件，同样的先是检测/dev下有没有mmcblk1p1节点，使用mkfs.vfat命令将分区格式化为fat格式，再使用mdir命令创建挂载目录/mnt/mmcblk1p1,最后使用mount命令/dev下的mmcblk1p1挂载到新建的目录上。