摘要

本文介绍OMAP-L138_FlashAndBootUtils工具包基本框架和串口烧写工具sfh_OMAP-L138.exe工作原理，使用方法，以及针对客户的硬件如何修改代码，搭建编译环境并重新编译，并总结了使用该工具的常见问题。

关键字：OMAPL138, 串口烧写, UBL

简介

OMAP-L138支持多种启动模式，包括SPI，NAND，NOR等。TI为用户提供了两套flash烧写工具：

(1) 使用TI 在PSP 包或OMAP-L138_FlashAndBootUtils 包中提供的flash writer 的CCS工程，通过仿真器连接硬件板，按照提示步骤烧写flash。

(2) 使用OMAP-L138_FlashAndBootUtils工具包中的串口烧写工具（如sfh_OMAP-L138.exe），通过串口连接，进行命令行烧写。

本文接下来将针对第二种方式进行详细介绍。

用户可以从开源网站上下载最新的OMAP-L138_FlashAndBootUtils版本[1]。最新的版本为OMAPL138_FlashAndBootUtils_2_40，本文以此版本展开讨论。

OMAP-L138_FlashAndBootUtils_2_40工具包支持TI公司的多种芯片平台的flash烧写，包括OMAPL138，AM1808，C6748等。工具包内的代码是对应LogicPD的OMAL138/AM1808 EVM板的。如果用于用户自己的硬件板，可能需要修改工具包中相应代码并重新编译。

该工具包中包括多种flash工具及代码。主要目录如表1所示。

表1 OMAP-L138_FlashAndBootUtils_2_40工具包目录结构

1. 串口烧写工具sfh_OMAP-L138.exe的工作原理

sfh_OMAP-L138是OMAP-L138_FlashAndBootUtils包中用于实现串口烧写flash的应用程序。与UartHost.exe[3]工具不同，UartHost.exe是UART启动工具，不能烧写flash。

运行sfh_OMAP-L138.exe时，通过UART启动方式下载并运行OMAPL138/GNU/sft目录下的AIS格式bin文件，完成芯片的初始化操作。然后通过UART与sfh进行命令交换，实现flash的擦除和烧写工作。

从OMAP-L138/GNU/sft/build目录中的makefile文件可知，编译sft目录内各bin文件时需要sft.c，device.c，uart.c以及针对不同flash对应的flash初始化文件。

例如sft_OMAPL138_SPI_MEM.bin是由sft.c，device.c，uart.c等文件与spi.c，spi_mem.c，device_spi.c一起编译，并通过OMAP-L138/GNU/AISUtils目录下的HexAIS_OMAP-L138.exe，根据sft目录下的配置文件sft_hexais.ini内的配置信息，将.out文件转换成AIS格式的.bin文件。

 

2. 命令格式介绍

在命令行下输入sfh_OMAP-L138.exe –help输出命令格式说明如下：

sfh_OMAP-L138 <Command> [-targetType <Target>] [-flashType <FlashType>] [<Options>] [<InputFiles]各参数说明如下表所示，targetType默认为OMAP-L138，FlashType默认为SPI_MEM。使用默认选项时相应参数可以不输入。

3. sfh_OMAPL138.exe常用命令的使用

sfh_OMAPL138.exe常用命令如表2所示。

表2 sfh_OMAPL138.exe常用命令表

以SPI flash启动为例，准备如下文件：

.         sfh_OMAPL138.exe，来源于OMAP-L138_FlashAndBootUtils_2_40工具包。

.        ubl-spi_ais.bin，来源于OMAP-L138_FlashAndBootUtils_2_40工具包。

.         u-boot.bin，来源于SDK PSP目录下的UBoot。

.         u-boot-ais.bin，由UBoot编译出的elf格式文件u-boot，通过AIS转换工具生成。

首先将OMAL138/AM1808 EVM板设置为UART2启动模式，S7开关设置如图1所示。用直连串口线连接PC与EVM板，打开EVM板电源。在命令行模式下进入目录：OMAP-L138_FlashAndBootUtils_2_40\OMAPL138\GNU。

图1 S7开关设置

3.1全局擦除flash命令

sfh_OMAPL138.exe –targetType OMAP-L138 –flashType SPI_MEM –erase

图2 sfh_OMAPL138.exe –erase命令运行界面

运行结果如图2所示，如果是先上电，后执行该命令，则需要按下板子上的reset键输出“BOOTME”给上位机的sfh。

3.2烧写单个AIS格式的应用程序

sfh_OMAP-L138.exe –targetType OMAP-L138 –flashType SPI_MEM -flash_noubl u-boot-ais.bin

OMAP-L138的RBL支持AIS格式，可以在启动过程中通过AIS格式文件中的配置信息初始化芯片，如PLL，DDR等。这样就可以直接将程序加载到片外内存，而不受片上内存大小限制，省略二级Boot。

编译UBoot时，在UBoot根目录下会生成一个elf格式的u-boot文件，如图3所示，在AISgen.exe工具里添加PLL，DDR等配置参数，将此文件转换成AIS格式的bin文件，可以直接烧写并启动。

图3 AISgen 配置界面

该命令将AIS格式的UBoot文件写到flash的起始地址。命令执行显示结果如图4所示：重新上电，从图5启动信息可见没有UBL的运行信息，是直接从UBoot运行的。

图4 sfh_OMAPL138.exe –flash_noubl命令运行界面

 

重新上电，从图5启动信息可见没有UBL的运行信息，是直接从UBoot运行的。

图5 从UBoot直接运行界面

 

3.3烧写UBL和UBoot

sfh_OMAP-L138.exe –targetType OMAP-L138 –flashType SPI_MEM -flash ubl-spi-ais.bin u-boot.bin命令执行结果显示如图5所示。该命令将ubl-spi-ais.bin写到flash的起始地址，u-boot.bin写到flash的0x10000的偏移地址。

图6 sfh_OMAPL138.exe –flash命令运行界面

UBL和UBoot烧写完后，关闭EVM板电源，按图6所示，将EVM板的S7开关设为SPI flash启动。

图7 S7开关设置为SPI Flash启动

打开串口终端如Hyper terminal，打开EVM板电源，串口终端输出信息如图7所示，表示UBL和UBoot成功烧写，并成功从SPI flash启动

图8 终端调试信息输出

使用sfh_OMAP-L138.exe烧写UBL和UBoot时，建议使用工具包自带的UBL。因为UBoot的烧写地址，要与UBL的读取地址一致，这样UBL运行时，才能正确的读取UBoot。工具包自带的UBL与烧写工具保证了这一点。其它版本的UBL需要用户自行确认。

4. 根据硬件改动修改serial flash utility

开发者自己的硬件板与TI的EVM比较，会影响工具使用的不同部分可能存在于：

（1）DDR型号

（2）FLASH型号

（3）时钟频率

（4）UART配置

4.1 DDR参数修改

EVM板用的是mDDR，大多数用户用的是DDR2，需要修改OMAP-L138/Common/src/device.c文件中函数Uint32 DEVICE_ExternalMemInit( )的5个DDR参数值。这个函数同样被UBL调用，如果不用UBL，则要在AISgen界面里配置正确的DDR参数。

可使用TI提供的DDR寄存器配置工具[5]。根据DDR手册进行DDR参数的计算，

4.2  SPI flash

如果更改了SPI flash的硬件连接，可在OMAP-L138\Common\include\device_spi.h文件中修改配置。

#define DEVICE_SPIBOOT_PERIPHNUM (1)//选择SPI1

#define DEVICE_SPI_UBL_HDR_OFFSET (0*1024)//ubl在SPI flash中的偏移地址

#define DEVICE_SPI_APP_HDR_OFFSET (64*1024)//application image在SPI flash中的偏移地址如果更换了与EVM板不同的SPI flash，必要时需要修改如下两个文件：

OMAP-L138\Common\drivers\include\Spi_mem.h

OMAP-L138\Common\drivers\src\Spi_mem.c

4.3  NAND flash

NAND flash的数据位宽配置在OMAP-L138\Common\include\device_async_mem.h文件中定义：

#define DEVICE_ASYNC_MEM_NANDBOOT_BUSWIDTH (DEVICE_BUSWIDTH_8BIT)

如果NAND flash更换的与EVM上的不同，必要时需要修改如下两个文件

OMAP-L138\Common\drivers\include\Device_nand.h

OMAP-L138\Common\drivers\src\Device_nand.c

 

4.4  NOR flash

NOR flash是标准设备，除了时序参数之外，一般不需要修改，NOR flash相关代码文件如下：

OMAP-L138_FlashAndBootUtils_2_40\Common\drivers\src\nor.c

OMAP-L138_FlashAndBootUtils_2_40\Common\drivers\include\nor.h

OMAP-L138\Common\src\device_async_mem.c

OMAP-L138\Common\include\device_async_mem.h

OMAP-L138_FlashAndBootUtils_2_40\Common\drivers\src\ async_mem.c

 

4.5  时钟及PLL

如果外部输入时钟频率不是24MHz，则需要OMAP-L138\Common\src\device.c文件中函数DEVICE_PLL0Init()和DEVICE_PLL1Init()的参数值。

函数原型Uint32 DEVICE_PLL0Init(Uint8 clk_src, Uint8 pllm, Uint8 prediv, Uint8 postdiv, Uint8 div1 ,Uint8 div3, Uint8 div7)中pllm是PLL的倍频系数，主频计算公式为：

函数DEVICE_PLL1Init()参数含义与PLL0的类同，为DDR提供时钟。

4.6  UART配置

如果系统主频发生变化，相应的模块时钟也改变，调试串口的分频值需要做相应调整，否则串口输出会因为波特率不正确而出现乱码。根据不同的主频修改OMAP-L138\Common\src\device_uart.c中DEVICE_UART_config的UART时钟分频系数divider的值，得到合适的UART波特率。

如果不是用UART2做为调试串口，修改OMAP-L138\Common\include\ device_uart.h文件中的DEVICE_UART_PERIPHNUM定义。

5.   OMAP-L138_FlashAndBootUtils编译环境搭建

在根据硬件改动，修改了代码后，需要对工具包重新编译，生成UBL和sfh_OMAP-L138.exe。如果在Linux下使用此工具，需要在Linux下进行编译（具体编译过程参考参考文献4）。下面介绍如何在Windows环境下搭建OMAP-L138_FlashAndBootUtils的编译环境。

编译环境需要的几个工具如下[6]：

（1）cygwin

（2）.NET framework

（3）ARM Compiler tools(CodeSourcery G++ Lite)

（4）C6x Compiler Tools

（5）CCSV5

 

5.1  Cygwin安装

从http:/ / www. cygwin. com/下载并运行在线安装工具setup.exe，注意安装路径中不能带有空格。具体步骤如下：

1）  选择从互联网安装；也可以选择先下载，再从本地安装。

图9 cygwin安装界面1

 

2）  选择安装路径。

图10 cygwin安装界面2

 

3）  可选择直接连接或使用代理。

图11 cygwin安装界面3

4）  选择从哪个网址或者服务器上进行下载。

图12 cygwin安装界面4

5）  选择安装包

图13 cygwin安装界面4

一般选择以下三项，其他默认即可。

• Devel-->make: The GNU version of the 'make' utility

• Devel-->subversion: A version control subsystem

• Editor-->vim (or similar)

安装后要先运行一次cygwin 后，才会在cygwin/home/下出现Administrator 目录，进入该目录，修改.bashrc。

同时，需要验证变量TMP和TEMP是否包含/tmp。使用如下命令：

echo $TMP

echo $TEMP

如果找不到"unset TMP" and "unset TEMP"，可在cygwin\home\[user]\.bashrc 文件中添加如下命令创建：

export TMP=/tmp

export TEMP=/tmp

设置完后，重新打开cygwin即可。至此，cygwin安装完成。

 

5.2  NET framework

从下面网址下载安装最新的.NET Framework(4.0或者更高的版本)

http:/ / www. microsoft. com/downloads/details.aspx?FamilyID=9cfb2d51-5ff4-4491-b0e5-b386f32c0992&amp;displaylang=en

安装默认路径为C盘。然后将C#编译器路径添加到windows系统环境变量中。进入目录

C:\WINDOWS\Microsoft.NET\Framework查看软件的版本号并复制，如

C:\WINDOWS\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319。然后右键我的电脑->属性->高级->环境变量，如图13所示，选择系统变量中的path 点击编辑，在原有变量值后粘帖添加刚刚复制的内容，路径之间以’;’分隔。至此，Net Framework安装结束。

图14 windows环境变量设置

5.3  C6x Compiler Tools

在CCSV5安装目录下ccsv5\tools\compiler\c6000_7.3.4即为C6x编译器目录，在CCSV3.3下的路径为CCStudio_v3.3\C6000\cgtools\bin。如果没有安装CCS，从下面网址下载TI的C6x 编译工具并安装，如不确认版本则下载最新版本。

https:/ / www-a. ti. com/ downloads/ sds_support/ TICodegenerationTools/download. htm

将C6x编译器路径添加到windows环境变量。

 

5.4  ARM Compiler tools(CodeSourcery G++ Lite)

从下面网址下载安装GCC交叉编译器。注意交叉编译工具的安装目录名不能含有空格，否则编译时会报错。

https://sourcery.mentor.com/sgpp/lite/arm/portal/release858

修改OMAP-L138_FlashAndBootUtils_2_40\Common\build.mak文件中的ARM_TOOLS_PATH变量为交叉编译器的安装路径。例如ARM_TOOLS_PATH?=C:\\CodeSourcery\\arm-2009q1-203\\

 

5.5  CCSV5

如果需要用CCS编译工程，则安装CCS。

6. 编译OMAP-L138_FlashAndBootUtils

6.1查看环境变量

打开cygwin，输入export，查看环境变量是否设置成功。显示如下，黑色加粗的目录为之前添加的环境变量。

如未添加成功，可以使用如下命令添加：

export PATH=<arm-compiler-root>/bin:<MS-.NET-Root>:<C6000-Compiler-Root>/bin:$PATH

6.2 编译工具包

cd OMAP-L138

如果只是编译命令行工具（如sfh_OMAP-L138），而不需要重新编译CCS 工程，则进入GNU目录进行编译；如果只需要重新编译CCS工程，则进入CCS目录进行编译；如果两者都需要，则在OMAP-L138这个目录进行编译。编译命令如下：

make clean

make

7. 使用serial flash utility常见问题及解决方法

7.1收不到“BOOTME”

在带电情况下，复位芯片，如果还是收不到正确的“BOOTME”，检查BOOTMODE设置，串口终端波特率等参数设置，串口线连接方式。

7.2 停在Waiting for SFT on the OMAP-L138…

如图14 所示，这种情况的原因通常有两种：一是由于DDR 参数配置不正确从而导致程序运行异常，不能返回正确的指令给主机；二是硬件原因，可能是焊接，或硬件连接上的错误造成的。可以通过仿真器连接目标板用BSL库提供的测试程序验证一下DDR，和相应的flash。如果没有仿真器，可以通过间接的方法，比如用AISgen 工具包里提供的UART 启动工具UartHost.exe 来加载运行测试程序，检测DDR，flash 等，将测试结果通过串口回传显示，或者设置GPIO的状态来反映。

图15 sfh_OMAP-L138.exe命令运行异常

7.3 烧写中途停止

如图15所示，烧写在中途停止，这种情况通常是因为DDR工作不稳定，原因可能是DDR布线问题导致信号完整性差，可以尝试降低DDR时钟，并用示波器测量信号质量。

DDR不稳定也可能表现在能成功烧写，但运行不正常，通常表现为串口打印停在解压或启动内核阶段。

图16 sfh_OMAP-L138.exe命令运行异常信息

7.4 启动后串口没打印

烧写成功，启动后串口没打印，检查U-boot里的调试串口配置，默认为UART2。

参考文献：

(1) http://sourceforge.net/projects/dvflashutils/files/OMAP-L138/v2.40/

(2) AISgen工具下载地址：http://www-s.ti.com/sc/techlit/sprab41.zip

(3) http://www.ti.com/lit/an/spraba5b/spraba5b.pdf

(4) http://processors.wiki.ti.com/index.php/Serial_Boot_and_Flash_Loading_Utility_for_OMAP-L138

(5) http://processors.wiki.ti.com/images/d/db/MDDR_DDR2_Memory_Controller_Register_Calc_Rev4.zip

(6) http://processors.wiki.ti.com/index.php/Rebuilding_the_Flash_and_Boot_Utils_Package