硬件驱动——系统移植与环境搭建

一.系统移植

系统移植：在IMX6ULL平台移植linux系统

驱动课程：在IMX6ULL平台linux操作系统中适配IMX6ULL外设资源

二.Linux系统移植

1.linux系统：操作系统的内核

shell的作用：保护内核，命令解释器

linux内核的任务：（1）内存管理MMU（2）任务管理（3）网络管理（4）任务间的通信（5）文件系统的管理

2.linux系统移植需要的文件列表

bootloader：（1）初始化硬件外设（2）加载引导启动内核（指定内核启动后寻找的文件系统及其路径）linux系统--->软件（一段代码）--->压缩--->zImage内核镜像

文件系统：提供一个与用户交互的系统结构（支持用户命令，用户安装软件，用户存储文件，用户查看系统信息，用户操作设备）

※三.系统移植的文件及其作用

1.uboot：

一段逻辑代码，主要完成两个功能：初始化硬件外设，加载内核

2.zImage：

一个软件，主要完成五个功能：内存管理，任务管理，进程间通信，网络通信，文件系统管理

3.dtb：

硬件设备的信息，与内核搭配使用的一个保存硬件设备信息的文件，称为设备树文件

4.rootfs：

人机交互系统，文件系统与用户实现交互：shell命令，库文件，文件的管理（linux系统一切皆文件，可以实现对设备操作和内核信息的查看）

四.IMX6ULL的Soc资源

IMX6ULL-Mini平台分为：核心板（系统启动必须具备的资源）和底板（外设资源）

核心板：（1）IMX6ULL芯片：32k Icache，32k Dcache，128k Lcache，128k SRAM（在初始化DDR之前可以使用的不需要初始化的一段内存空间），96k BotROM（厂家固化的代码）

（2）DDR（512M）：内存，掉电数据丢失，读写速度快

（3）EMMC（8G）：EMMC分为EMMC0和EMMC1，其中一个为核心板上的8GEMMC芯片，另一个为底板的SD卡（32G）的EMMC

内存和外存都需要初始化

内存特点：读写速度快，造价昂贵，掉电数据丢失

外存特点：读写速度慢，造价便宜，掉电数据不丢失

内存与CPU直接交互

都要进行初始化

五.IMX6ULL启动方式

（1）USB启动：在硬件平台没有系统的情况下，上电第一次启动，驱动后，需要通过PC将系统文件通过USB传输给开发板完成启动

（2）SD卡启动：将系统烧录到SD卡上，由SD卡启动，平台代码开发调试时，或者检测硬件平台好坏的时候使用SD卡

（3）EMMC启动：将系统烧录到EMMC上，由EMMC启动，平台代码随开发板完成自启动，使用EMMC

（4）NAND（无法实现）：将系统烧录到Nand Flash上，由Nand Flash启动

桥接模式：Ubuntu和windows没有任何关系，直接使用网卡。windows和ubuntu是独立的IP地址，Ubuntu可以作为服务器

NAT模式：ubuntu作为windows下的一个软件开始用软件，windows有网，ubuntu就有网，Ubuntu的IP地址是虚拟出来的，不能作为服务器

※六.IMX6ULL启动流程

BotROM启动阶段：（1）上电启动，执行0x0处的代码（2）执行IMX6ULL，96K，BotROM代码（3）CPU自检，查看启动方式（4）查看imx数据（IVT+BOOTDATA+DCD）（5）初始化DDR（6）读取BOOTDATA（uboot.bin）放入DDR运行

uboot启动阶段：（1）自搬移到高地址（2）初始化硬件外设：UART，i2c，网口，EMMC（3）进入用户交互系统，等待用户输入回车（4）没有输入回车执行bootcmd（5）找到zImage和dtb文件（6）bootz加载内核和设备树文件，将bootargs写入设备树choosen节点，并通过r2将设备地址传给内核

zImage：（1）对所有外设初始化（根据设备树中的配置）（2）实现5大功能（3）根据设备树的配置，寻找文件系统（如果找不到kernel panic）（4）启动init进程（5）init通过fork+exec方式启动所以配置自启动进程任务（6）挂载文件系统（7）启动shell

※bootcmd：uboot倒计时结束后执行的任务

※bootargs：对内核进行传参

※7.uboot

uboot的功能：初始化硬件外设，引导启动内核

uboot工作流程：（1）初始化i2c，DDR，EMMC，Serial，Net（2）进入人机交互环节：用户输入回车进入uboot系统，可以输入命令与uboot交互。用户不输入回车，uboot会执行bootcmd

uboot裁剪：通过make menuconfig进行裁剪，需要的功能选中，不需要的功能去除

uboot编译流程：

※8.根文件系统

根文件系统的制作

根文件系统的自启动

根文件系统涉及的脚本：