100ASK移值NXP官方UBOOT

1. 开发环境

1. gcc: 100ask_imx6ull-sdk\ToolChain\gcc-linaro-6.2.1-2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf
2. uboot: uboot-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga.tar.bz2
   gcc可以在百问网提供的bsp包找到，uboot使用的是nxp官方的uboot， 点击下载uboot。本文参考了正点原子的imx6ull左神的uboot移值教程(非常感谢左神的教程)。

2. 在UBOOT中添加自己的开发板

2.1 添加开发板配置文件

在configs目录下创建开发板配置文件，复制configs/mx6ull_14x14_evk_emmc_defconfig并重命名为mx6ull_100ask_emmc_defconfig，并修改内容为：

CONFIG_SYS_EXTRA_OPTIONS="IMX_CONFIG=board/freescale/mx6ull_100ask_emmc/imximage.cfg,MX6ULL_EVK_EMMC_REWORK"
CONFIG_ARM=y
CONFIG_ARCH_MX6=y
CONFIG_TARGET_MX6ULL_100ASK_EMMC=y
CONFIG_CMD_GPIO=y

PS：将MX6ULL_EVK_EMMC_REWORK修改为MX6ULL_100ASK_EMMC_REWORK后，uboot的MMC驱动不能用了，识别不了sd卡和eMMC，不知道为什么。

2.2 添加开发板对应的头文件

在目录include/configs下添加100ask开发板对应的头文件，复制include/configs/mx6ullevk.h，并重命名为mx6ull_100ask_emmc.h，将：

#ifndef __MX6ULLEVK_CONFIG_H
#define __MX6ULLEVK_CONFIG_H

修改为：

#ifndef __MX6ULL_100ASK_EMMC_CONFIG_H
#define __MX6ULL_100ASK_EMMC_CONFIG_H

2.3 添加开发板对应的板级文件夹

uboot 中每个板子都有一个对应的文件夹来存放板级文件，比如开发板上外设驱动文件等，nxp的imx系列芯片的板级文件夹都存放在board/freescale中，因为飞思卡尔被nxp收购了，所以文件夹名字是freescale。

1. 复制board/freescale/mx6ullevk文件夹并重命名为mx6ull_100ask_emmc。
2. 将board/freescale/mx6ull_100ask_emmc下的mx6ullevk.c重命为mx6ull_100ask_emmc.c。
3. 修改board/freescale/mx6ull_100ask_emmc下的Makefile文件，将

obj-y  := mx6ullevk.o

修改为：

obj-y  := mx6ul_100ask_emmc.o

这样才会编译mx6ull_100ask_emmc.c。
   4. 修改board/freescale/mx6ull_100ask_emmc下的imximage.cfg 文件，将34行的

PLUGIN	board/freescale/mx6ullevk/plugin.bin 0x00907000

修改为：

PLUGIN	board/freescale/mx6ull_100ask_emmc/plugin.bin 0x00907000

5. 修改board/freescale/mx6ull_100ask_emmc目录下的 Kconfig 文件，修改后内容如下：

if TARGET_MX6ULL_100ASK_EMMC

config SYS_BOARD
	default "mx6ull_100ask_emmc"

config SYS_VENDOR
	default "freescale"

config SYS_CONFIG_NAME
	default "mx6ull_100ask_emmc"

endif

6. 修改board/freescale/mx6ull_100ask_emmc目录下的 MAINTAINERS 文件，修改后内容如下：

MX6ULL_100ASK_EMMC BOARD
M:	Peng Fan <peng.fan@nxp.com>
S:	Maintained
F:	board/freescale/mx6ull_100ask_emmc/
F:	include/configs/mx6ull_100ask_emmc.h
F:	configs/mx6ull_100ask_emmc_defconfig

2.4 修改UBOOT图形界面配置文件

修改文件修改文件arch/arm/cpu/armv7/mx6/Kconfig，在207行加入以下内容：

config TARGET_MX6ULL_100ASK_EMMC
	bool "Support mx6ull_100ask_emmc"
	select MX6ULL
	select DM
	select DM_THERMAL

在endif前加入：

source "board/freescale/mx6ull_100ask_emmc/Kconfig"

2.5 编译下载测试新添加的开发板

编译新添加的开发板：

make distclean
make mx6ull_100ask_emmc_defconfig
make -j4

查看串口输出如下：

从上图可看出uboot的LCD和网络是不能用的，接下来需要修改LCD和网络驱动。

3. LCD驱动修改

一般uboot的驱动都是在xxx.c和xxx.h中修改，xxx为板子名称，比如mx6ull_100ask_emmc.c和mx6ull_100ask_emmc.h两个文件，修改LCD驱动时应注意一下几点：

1. LCD所使用的GPIO。
2. LCD背光控制和RESET引脚。
3. LCD参数配置。

imx6ull的LCD有固定的引脚，所以只需要修改背光引脚和参数。

3.1 LCD背光和RESET引脚修改

从mx6ull_100ask_emmc.c中的第777行可以看出，nxp官方使用的也是GPIO1_IO8来控制LCD背光的，所以不用修改，而RESET引脚在100ask开发板中是接了电阻上拉的，如下图所示：

也就是默认不会复位，所以不用设置，但是nxp官方使用了LCD的reset引脚，代码如下：

771 /* Reset the LCD */
772 gpio_direction_output(IMX_GPIO_NR(5, 9) , 0);
773 udelay(500);
774 gpio_direction_output(IMX_GPIO_NR(5, 9) , 1);

直接注释掉该代码即可。

3.2 LCD参数配置

由于nxp官方的开发板是不支持100ask的1024x600的屏的，所以需要修改，在mx6ull_100ask_emmc.c中的第780的display_info_t结构体中定义了LCD相关参数：

struct display_info_t const displays[] = {{
	.bus = MX6UL_LCDIF1_BASE_ADDR,
	.addr = 0,
	.pixfmt = 24,
	.detect = NULL,
	.enable	= do_enable_parallel_lcd,
	.mode	= {
		.name			= "TFT43AB",
		.xres           = 480,
		.yres           = 272,
		.pixclock       = 108695,
		.left_margin    = 8,
		.right_margin   = 4,
		.upper_margin   = 2,
		.lower_margin   = 4,
		.hsync_len      = 41,
		.vsync_len      = 10,
		.sync           = 0,
		.vmode          = FB_VMODE_NONINTERLACED
} } };
size_t display_count = ARRAY_SIZE(displays);

其中do_enable_parallel_lcd函数就是lcd的引脚初始化函数，打开LCD背光就是在此函数中完成的。
100ask开发板所使用的LCD为1024x600，数据手册路径：100ask_imx6ull_2020.02.29_v2.0/06_Da
tasheet/Extend_modules/7寸LCD模块/7.0-13SPEC(7寸1024600TN-RGB).pdf，查看数据手册得到参数：
修改后的结构体如下：

struct display_info_t const displays[] = {{
	.bus = MX6UL_LCDIF1_BASE_ADDR,
	.addr = 0,
	.pixfmt = 24,
	.detect = NULL,
	.enable	= do_enable_parallel_lcd,
	.mode	= {
		.name			= "TFT7016",
		.xres           = 1024,
		.yres           = 600,
		.pixclock       = 19531,
		.left_margin    = 140,
		.right_margin   = 160,
		.upper_margin   = 20,
		.lower_margin   = 12,
		.hsync_len      = 20,
		.vsync_len      = 3,
		.sync           = 0,
		.vmode          = FB_VMODE_NONINTERLACED
} } };

其中pixclock是像素时钟，计算方法为：
$\frac {1}{(TH+TV)*60}*10^{12}$
通过上图的参数计算出为19531(单位应该是ps,皮秒(1ns=1000ps))，name修改为TFT7016，表示7寸，1024x600。最后将mx6ull_100ask_emmc.h中的TFT43AB替换为TFT7016。

3.3 编译测试修改后的UBOOT

编译下载并插上LCD后，uboot串口输出：

LCD显示NXP的logo：

如果LCD没有显示，查看uboot环境变量panel是否是TFT7016，不是的话修改为TFT7016重启测试，还是没有显示的话，可能是之前SD/eMMC中有环境变量，所以uboot没有使用代码中的环境变量，需要将eMMC/SD完全格式化之后就可以了。格式化可以在uboot中使用mmc erase命令来擦除环境变量:

/*SD卡启动*/
mmc dev 0
mmc erase 600 10
/*eMMC启动*/
mmc dev 1
mmc erase 600 10

重启开发板即可。

3.4 其它修改

在mx6ull_100ask_emmc.c中找到checkboard函数，修改如下：

int checkboard(void)
{
	puts("Board: MX6ULL 100ASK EMMC\n");
	return 0;
}

4. 网络驱动移值

IMX6ULL有两个网络外设，分别为ENET1和ENET2，100ask开发板使用LAN8720A作为PHY芯片，接在了ENET2上，LAN8720A芯片有一个地址引脚，RXER/PHYAD0，在开发板上接到了高电平，所以LAN8720A的网络PHY地址为1，RESET引脚接在了SNVS_TAMPER6上，由于PHY网络芯片有规定，所有PHY芯片前16个寄存器都是一样的功能，并且使用这16个寄存器就可以让网络正常工作，所以需要修改三个地方：

1. LAN8720A的PHY网络地址为1
2. RESET引脚
3. LAN8720A驱动

4.1 网络PHY地址修改

打开mx6ull_100ask_emmc.h，找到如下代码：

#define CONFIG_FEC_ENET_DEV		1

该代码定义了默认使用的ENET，说明使用ENET2，0使用ENET1，紧接着是ENET配置代码：

#if (CONFIG_FEC_ENET_DEV == 0)
#define IMX_FEC_BASE			ENET_BASE_ADDR
#define CONFIG_FEC_MXC_PHYADDR          0x2
#define CONFIG_FEC_XCV_TYPE             RMII
#elif (CONFIG_FEC_ENET_DEV == 1)
#define IMX_FEC_BASE			ENET2_BASE_ADDR
#define CONFIG_FEC_MXC_PHYADDR		0x1
#define CONFIG_FEC_XCV_TYPE		RMII
#endif
#define CONFIG_ETHPRIME			"FEC"

我们使用ENET2，所以设置地址的代码为：

#elif (CONFIG_FEC_ENET_DEV == 1)
#define IMX_FEC_BASE			ENET2_BASE_ADDR
#define CONFIG_FEC_MXC_PHYADDR		0x1
#define CONFIG_FEC_XCV_TYPE		RMII
#endif
#define CONFIG_ETHPRIME			"FEC"

nxp默认使用的也是ENET2，所以不用修改。
第345行定义了一个宏：

#define CONFIG_PHY_MICREL

此宏用于使能 uboot 中 Micrel 公司的 PHY驱动，NXP使用的KSZ8081 这颗 PHY 芯片就是 Micrel 公司生产的，如果要使用 LAN8720A，那么就得将 CONFIG_PHY_MICREL 改为 CONFIG_PHY_SMSC，也就是使能 uboot 中的 SMSC 公司中的 PHY 驱动，因为 LAN8720A 就是 SMSC 公司生产的，将该宏修改为：

#define CONFIG_PHY_SMSC

4.2 删除uboot 中 74LV595 的驱动代码，修改RESET引脚

打开mx6ull_100ask_emmc.c，找到如下代码：

#define IOX_SDI IMX_GPIO_NR(5, 10)
#define IOX_STCP IMX_GPIO_NR(5, 7)
#define IOX_SHCP IMX_GPIO_NR(5, 11)
#define IOX_OE IMX_GPIO_NR(5, 8)

删除并替换为：

#define ENET2_RESET IMX_GPIO_NR(5, 6)

因为SNVS_TAMPER6复用为IO时是GPIO5_IO6，继续在 mx6ull_alientek_emmc.c 中找到如下代码：

static iomux_v3_cfg_t const iox_pads[] = {
	/* IOX_SDI */
	MX6_PAD_BOOT_MODE0__GPIO5_IO10 | MUX_PAD_CTRL(NO_PAD_CTRL),
	/* IOX_SHCP */
	MX6_PAD_BOOT_MODE1__GPIO5_IO11 | MUX_PAD_CTRL(NO_PAD_CTRL),
	/* IOX_STCP */
	MX6_PAD_SNVS_TAMPER7__GPIO5_IO07 | MUX_PAD_CTRL(NO_PAD_CTRL),
	/* IOX_nOE */
	MX6_PAD_SNVS_TAMPER8__GPIO5_IO08 | MUX_PAD_CTRL(NO_PAD_CTRL),
};

该代码是74lv595的驱动代码，将其删除，同理，将iox74lv_init，iox74lv_set函数删除，将board_init中调用74lv595的代码删掉:

	imx_iomux_v3_setup_multiple_pads(iox_pads, ARRAY_SIZE(iox_pads));

	iox74lv_init();

4.3 添加100ask开发板网络复位引脚驱动

在mx6ull_100ask_emmc.c中找到如下代码：

static iomux_v3_cfg_t const fec2_pads[] = {
	MX6_PAD_GPIO1_IO06__ENET2_MDIO | MUX_PAD_CTRL(MDIO_PAD_CTRL),
	MX6_PAD_GPIO1_IO07__ENET2_MDC | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),

	MX6_PAD_ENET2_TX_DATA0__ENET2_TDATA00 | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
	MX6_PAD_ENET2_TX_DATA1__ENET2_TDATA01 | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
	MX6_PAD_ENET2_TX_CLK__ENET2_REF_CLK2 | MUX_PAD_CTRL(ENET_CLK_PAD_CTRL),
	MX6_PAD_ENET2_TX_EN__ENET2_TX_EN | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),

	MX6_PAD_ENET2_RX_DATA0__ENET2_RDATA00 | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
	MX6_PAD_ENET2_RX_DATA1__ENET2_RDATA01 | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
	MX6_PAD_ENET2_RX_EN__ENET2_RX_EN | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
	MX6_PAD_ENET2_RX_ER__ENET2_RX_ER | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
};

该数组是网络接口引脚初始化数组，添加复位引脚后：

static iomux_v3_cfg_t const fec2_pads[] = {
	MX6_PAD_GPIO1_IO06__ENET2_MDIO | MUX_PAD_CTRL(MDIO_PAD_CTRL),
	MX6_PAD_GPIO1_IO07__ENET2_MDC | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),

	MX6_PAD_ENET2_TX_DATA0__ENET2_TDATA00 | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
	MX6_PAD_ENET2_TX_DATA1__ENET2_TDATA01 | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
	MX6_PAD_ENET2_TX_CLK__ENET2_REF_CLK2 | MUX_PAD_CTRL(ENET_CLK_PAD_CTRL),
	MX6_PAD_ENET2_TX_EN__ENET2_TX_EN | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),

	MX6_PAD_ENET2_RX_DATA0__ENET2_RDATA00 | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
	MX6_PAD_ENET2_RX_DATA1__ENET2_RDATA01 | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
	MX6_PAD_ENET2_RX_EN__ENET2_RX_EN | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
	MX6_PAD_ENET2_RX_ER__ENET2_RX_ER | MUX_PAD_CTRL(ENET_PAD_CTRL),
	MX6_PAD_SNVS_TAMPER6__GPIO5_IO06 | MUX_PAD_CTRL(NO_PAD_CTRL),
};

继续在mx6ull_100ask_emmc.c中找到setup_iomux_fec函数：

static void setup_iomux_fec(int fec_id)
{
	if (fec_id == 0)
		imx_iomux_v3_setup_multiple_pads(fec1_pads,
						 ARRAY_SIZE(fec1_pads));
	else
		imx_iomux_v3_setup_multiple_pads(fec2_pads,
						 ARRAY_SIZE(fec2_pads));
}

该函数就是通过fec1_pads和fec2_pads数组来初始化ENET引脚，修改后如下：

static void setup_iomux_fec(int fec_id)
{
	if (fec_id == 0)
		imx_iomux_v3_setup_multiple_pads(fec1_pads,
						 ARRAY_SIZE(fec1_pads));
	else
	{
		imx_iomux_v3_setup_multiple_pads(fec2_pads,
						 ARRAY_SIZE(fec2_pads));
		gpio_direction_output(ENET2_RESET, 1); 
		gpio_set_value(ENET2_RESET, 0);  /*复位LAN8720A*/
		mdelay(20);
		gpio_set_value(ENET2_RESET, 1);
	}
}

如果不复位LAN8720A，uboot可能识别不了LAN8720A。

4.4 修改 drivers/net/phy/phy.c 文件中的函数genphy_update_link

该函数的部分代码如下：

int genphy_update_link(struct phy_device *phydev)
{
	unsigned int mii_reg;

	/*
	 * Wait if the link is up, and autonegotiation is in progress
	 * (ie - we're capable and it's not done)
	 */
	mii_reg = phy_read(phydev, MDIO_DEVAD_NONE, MII_BMSR);

	/*
	 * If we already saw the link up, and it hasn't gone down, then
	 * we don't need to wait for autoneg again
	 */
	if (phydev->link && mii_reg & BMSR_LSTATUS)
		return 0;

修改后：

int genphy_update_link(struct phy_device *phydev)
{
	unsigned int mii_reg;

	static int lan8720_flag = 0;
	int bmcr_reg = 0;
	if (lan8720_flag == 0) {
		bmcr_reg = phy_read(phydev, MDIO_DEVAD_NONE, MII_BMCR);
		phy_write(phydev, MDIO_DEVAD_NONE, MII_BMCR, BMCR_RESET);
		while(phy_read(phydev, MDIO_DEVAD_NONE, MII_BMCR) & 0X8000) {
			udelay(100);
		}
		phy_write(phydev, MDIO_DEVAD_NONE, MII_BMCR, bmcr_reg);
		lan8720_flag = 1;
	}

	/*
	 * Wait if the link is up, and autonegotiation is in progress
	 * (ie - we're capable and it's not done)
	 */
	mii_reg = phy_read(phydev, MDIO_DEVAD_NONE, MII_BMSR);

添加的代码用于将LAN8720A软件复位一下。
至此uboot的网络驱动修改完成，可以编译下载测试了。

4.5 下载测试网络驱动

下载后uboot输出：

可以看到Net: FEC1，说明uboot可以识别出LAN8720A了，只是没有设置IP地址，设置环境变量：

setenv ipaddr 192.168.101.6 //开发板 IP 地址
setenv ethaddr 00:04:9f:04:d2:35 //开发板网卡 MAC 地址
setenv gatewayip 192.168.101.1 //开发板默认网关
setenv netmask 255.255.255.0 //开发板子网掩码
setenv serverip 192.168.101.5 //服务器地址，也就是 Ubuntu 地址
saveenv //保存环境变量

使用ping命令测试：

ping 192.168.101.5

192.168.101.5是ubuntu的ip地址，也可以是pc的ip地址，输出如下：

说明网络驱动修改成功。可以通过tftp来下载zImage内核试验一下：

tftp 80800000 zImage

uboot输出：

此时就可以通过tftp来加载内核镜像和设备树来启动Linux了。如果使用nfs下载时末尾出现卡顿现象，在主机/etc/hosts文件加入192.168.101.6 /home/book/nfs_rootfs，192.168.101.6是开发板uboot的ip地址， /home/book/nfs_rootfs是主机的nfs目录。如果u-boot NFS下载文件报错：Loading: *** ERROR: File lookup fail，导致此错误得原因是：uboot中使用得NFS版本为V2版本，而ubuntu中的NFS版本为V3,V4及以上版本，从而导致uboot不能再NFS服务器中找到文件，解决方法。

5. 设置环境变量自动下载uboot到SD卡(无需插拔SD卡)

在调试uboot时，如果从sd卡启动，就会频繁的插拔读卡器，频繁重启开发板，很麻烦，解决方法：uboot网络调试完成后，可以将调试好的uboot先下载到eMMC中，如果想将uboot下载进sd卡，可以先使用eMMC中的uboot启动开发板，然后用tftp从ubuntu中将uboot.imx下载到DRAM中，然后利用uboot的mmc write命令将DRAM中的uboot.imx写入到SD卡，然后从SD卡启动，这样就不需要频繁插拔SD卡和读卡器了。前提是ubuntu中要安装好tftp服务，可以设置一个环境变量：

setenv tosd 'tftp 80000000 u-boot.imx; mmc dev 0; mmc write 80000000 2 900'
saveenv

mmc write 80000000 2 900表示将DRAM中0x80000000开始的900个blk(1blk=512byte)写入sd卡第2个blk开始的地方，因为uboot.imx是存放在sd卡第1kbyte后的，然后使用run tosd来将uboot下载到sd卡中(使用eMMC中的uboot下载到内存中，然后使用go命令理论上可以，但是我测试的时候初始化mmc后就卡住了，不知道为什么，有大神可以解答一下吗，嘿嘿，不胜感激)。
完整的测试：
编译完uboot后，执行：

cp u-boot.imx ~/tftpboot

然后在uboot中运行:

run tosd

等待完成即可从sd卡启动。裸机程序也可使用此方法，但是裸机直接在内存中使用go命令运行应该更方便。