本文主要是介绍I.MX6U启动流程，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
笔记性质的文章。
启动方式
BOOT_MODE：启动方式，2位。 这里更像是启动模式的上位选择，实际是SD卡或者EMMC之类的必须在配置BOOT_MODE之后才开始后续的启动。常用的方式有01串行下载和10内部BOOT。
串行下载模式
BOOT_MODE[1:0]配置为01时的启动模式，通过外部的串行接口（USB/UART）将代码下载到板子外置的存储设备中，然后启动。
内部BOOT模式
BOOT_MODE[1:0]配置为10时的启动模式，芯片会首先执行内部的BOOTROM代码，然后从BOOT设备中拷贝出来放到指定的RAM中启动。
BOOT ROM的初始化
配置为内部BOOT后，BOOTROM会初始化系统时钟，包括：ARM PLL，System PLL， USB PLL， AHB PLL，IPG PLL。同时为了加速，BOOTROM会使用MMU和Cache。此外，中断向量便宜会被设置到BOOT ROM的初始位置。
启动设备
内部BOOT之后，可选的启动设备也有很多，例如SD卡，EMMC，NOR FLASH，NAND FLASH等等。具体选择哪个可以通过eFUSE和GPIO配置来完成。eFUSE是一次性的，烧写后系统就仅能通过eFUSE指定的设备启动，而GPIO就很灵活，可以实现不同的启动设备切换。
IO配置
启动设备相关的IO一共是3组，每组8个共24个。实际使用仅是其中一部分。以下列表说明：
| BOOT_CFG引脚名 | 含义 |
|---|---|
| BOOT_CFG2[3] | 为0时从SDH1的SD/EMMC启动，为1则是SDH2 |
| BOOT_CFG1[3] | 设置SD/EMMC的启动速度和NAND数量 |
| BOOT_CFG1[4] | BOOT_CFG1[7:4] : 0000：Nor/OneNAND |
| BOOT_CFG1[5] | 0001：QSPI 0011：SPI |
| BOOT_CFG1[6] | 010x：SD/eSD/SDXC 011x：MMC/eMMC |
| BOOT_CFG1[7] | 1xxx: NAND Flash |
镜像烧写
设置好BOOT之后就可以从指定设备启动了，但此时设备里是没有代码的，所以需要将写好的代码预先烧写到启动介质里。在烧写的过程中，烧写工具会在代码（.bin）里添加一些头部信息，重新生成一个文件（.imx），实际烧写的就是.imx文件了。烧写工具到底做了些什么呢？对于I.MX6U，最终的可烧写文件组成如下：
- Image Vector Table，IVT表。这里是一系列的地址信息，在ROM里按照固定的地址存放；
- Boot Data,启动数据，包含镜像要拷贝到哪个地址，拷贝大小事多少等信息
- Device Configuration Data, DCD。设备配置信息，这里包含一些设备的初始化信息，其中比较主要的是DDR的初始化
- 用户代码可执行文件，就是生成的.bin。
IVT和Boot Data
.imx文件最前面就是IVT和Boot Data。IVT包含了镜像程序的入口点、指向DCD的指针和其它用途的指针。内部BootROM要求IVT应该放到指定位置，不同的启动设备位置是不一样的。IVT在整个IMX文件里的位置是最前面，所以这个要求的本质是IVT的位置应该烧写到存储介质的指定位置。下表详细说明：
| Boot Device | IVT Offset | Initial Load Region Size |
|---|---|---|
| NOR | 4 KB = 0x1000 Bytes | Image Size |
| OneNAND | 256 B = 0x100 Bytes | 1 KB |
| SD/MMC/eSD/eMMC/SDXC | 1 KB = 0x400 Bytes | 4 KB |
| SPI EEPROM | 1 KB = 0x400 Bytes | 4KB |
以SD/eMMC为例，IVT偏移4KB，IVT+ Boot Data+ DCD 总大小为4KB-1KB = 3KB（SD/eMMC的第一个KB是分区信息）。IMX文件从第3KB开始才是真正的.bin文件。
IVT结构
IVT包含以下内容：
- Header，结构为：
| Tag | Length | Version |
|---|
Tag: 固定为0xD1，1B
Lenght： 2B，IVT长度，大端（高字节在低内存地址中）格式
Version: 0x40或者0x41， 1B
2. entry：要处理的第一条指令的绝对地址
3. Reserved1
4. DCD： DCD的绝对地址
5. Boot Data： Boot Data的绝对地址。结构：IMAGE的起始地址+大小+插件
6. Self：IVT的绝对地址
7. csf：指令序文件的绝对地址。（Command Sequence File）
8. Reserved2
这块很抽象，结合实例看看。通过读取imx文件发现：
| IVT结构 | IVT 数据 | IVT解释 |
|---|---|---|
| header | 0x402000D1 | 注意是大端模式，所以读的时候是0xD1 0x0020 0x40 |
| entry | 0x87800000 | 入口地址，也就是镜像第一行指令的地址。 |
| re1 | 0x00000000 | 保留 |
| dcd | 0x877FF42C | 镜像地址是0x87800000，IVT+Boot Data+DCD大小是3KB，所以IMX文件的起始地址 就是0x87800000-0xC00 = 0x877FF400。所以，DCD起始地址相对于IMX文件起始地址的偏移 = IMX的起始地址(0x877FF400)+ IVT大小(32B)+BootData(12B)大小 = 0x877FF400 + 0x2C = 0x877FF42C |
| boot data | 0x877FF420 | boot 的地址，IVT大小是32B，所以起始地址是0x877FF400+ 0x20 = 0x877FF420 |
| self | 0x877FF400 | IVT在DDR中的地址 |
| csf | 0x00000000 | CSF的地址 |
| re2 | 0x00000000 | 保留 |
需要注意的是镜像地址、DCD地址和Boot Data地址之间的关系。注意到IVT大小是32B，Boot Data 12B，SD/eMMC本身有1K偏移以及IVT+Boot Data +DCD需要占3KB空间（实际没有用到这么多）。镜像的入口地址是固定死的（0x87800000），依据这个就可以计算出其它地址了。
BOOT DATA结构
| 结构 | 数据 | 解释 |
|---|---|---|
| start | 0x877FF00 | 整个IMX的起始地址，包括前面的1KB地址偏移 |
| length | 0x00200000 | 镜像大小，这里设置2MB |
| plugin | 0x00000000 | 插件 |
DCD数据
复位后，芯片内所有寄存器都会复位为默认值，但这些默认值往往不是我们需要的。还有些外设必须在使用之前就初始化。为此，I.MX6U提出一个DCD（Device Config Data）的概念,和IVT、Boot Data一样，DCD也是添加在IMX文件里的，紧跟在IVT和Boot Data之后。DCD在本质上说就是芯片寄存器地址和对应配置信息的集合，Boot ROM会使用这些寄存器地址和配置来初始化相应寄存器，比如开启某些外设时钟、初始化DDR等。DCD的区域大小为1768B，结构如下：
| Header |
|---|
| CMD |
| … |
| CMD |
DCD的header与IVTheader结构类似，区别在于Tag一定是0xD2
CMD的结构如下：
| Tag /Length/Parameter |
|---|
| Address |
| Value/Mask |
| Address |
| Value/Mask |
| … |
| Address |
| Value/Mask |
其中 Tag1字节 固定为0xCC，Length2字节，为写入命令的数据长度，包含header，Parameter为1字节，起始Para[7:3]为flag，Para[2:0] 为Bytes。Flag是命令控制标志位，Bytes控制目标位置宽度，可以为1、2、4。
注意，DCD还是大端模式！还是举个具体的例子来看看：
| DCD结构 | 数据 | 解释 |
|---|---|---|
| header | 0x40E801D2 | 注意是大端。Tag: 0xD2, DCD大小：0x1E8，Version: 0x40 |
| Write Data Command | 0x04E401CC | 注意是大端，Tag: 0xCC Lenght: 0x1E4 Byte: 0x04 |
| Address | 0x020C4068 | 寄存器CCGR0寄存器的地址 |
| Value | 0xFFFFFFFF | 写入CCGR0寄存器的值 |
| … | … | … |
这篇关于I.MX6U启动流程的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
