RT ROM boot简介

目录

• ROM Boot process
  • Get boot mode
  • 读取fuse，确定HAB是否使能
  • Get boot device
  • Boot类型综述
  • Primary boot
    • Redundant boot
    • Secondary boot
  • Recovery boot
  • MFG boot
  • Plugin boot
  • Serial download

imx-RT是恩智浦新出的一款基于M7内核的芯片，其特点是高性能，低售价。
目前是MCU市场上一款炙手可热的芯片。
本文针对RT ROM做一些介绍。

• 具体内容如下：

  1. Boot流程
  2. 各种类型的boot
  3. image架构

ROM Boot process

Get boot mode

上电后,Boot_mode拨码的值会自动加载到SBMR2寄存器中，ROM读取SBMR2[25:24]来决定boot_mode

• RT支持四种启动模式

  • Boot from fuse。 根据fuse中的boot device进行boot
  • Serial download。 ROM进入detect mode，等待上位机跟ROM通信。
  • internal boot。 根据boot device拨码进行boot
  • Test mode。 ROM will run into loop

• ROM读取SBMR2
  #define HAPI_SRC_get_bootmode() ((SRC->SBMR2 & SBMR2_BMOD_MASK) >> SBMR2_BMOD_SHIFT)
  SRC->SBMR2右移24位截取bit[25:24]得到boot_mode
  

读取fuse，确定HAB是否使能

hab_rvt.report_status(&hab_config, NULL);

HAB - high assurance boot.
一旦开启HAB，签名的image需要ROM认证后才能boot。

Get boot device

ROM支持的boot device有
flexspi nand、flexspi nor、SEMC nand、SEMC nor、SD、EMMC、EEP

• 如果BT_FUSE_SEL没有烧写，boot device拨码的值会加载到SBMR1寄存器中。
  否则，fuse 0x450关于boot device的值会加载到SBMR1中
  ROM根据SRC->SBMR1寄存器的值来判断boot device
  

• Boot device初始化代码
  pu_irom_setup_boot_selection();

• Boot device拨码
  

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讲到这里，我们来回顾下。
首先，上电后板子会自动将boot_mode的信息加载到SBMR2寄存器中。将boot_device的值加载到SBMR1中
关于boot device分两种情况。

1. 如果BT_FUSE_SEL 没有烧写，boot_device的值从拨码加载
   
2. 如果烧写了BT_FUSE_SEL，boot_device的值从fuse加载。
   ROM会根据SBMR2中的信息来确定boot mode，然后根据SBMR1中值确定boot device
   从对应的device boot或者进入相应的boot mode

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Boot类型综述

• Primary boot

  FlexSPINor\Nand boot,SD\EMMC boot
  FlexSPI nor可以选择XIP boot。其他的device都是Non-XIPboot。。即image需要从boot device中搬到RAM中执行
  Nand支持redundant boot，最多给4次boot机会
  SD、EMMC支持secondary boot，在offset 0x200处重新制定image的存储架构。EMMC支持fast boot

• Redundant boot

  primary boot失败后进入redundant boot。只有烧写了支持redundant boot的fuse后，才能进入此种boot。Boot device一般都是EEPROM

• MFG boot

  如上boot 失败后，会从SD卡中尝试最后一次boot。

• Plug-in boot

  ROM支持的boot device只有flexspi nand\nor等等。。但是想要支持其他的boot device,比如从USB boot的话ROM是否支持呢。Plug-in boot的存在目的就是如此。
  plug-in boot的话需要两个image。
  一个image存在ROM支持的boot device上，这个image的目的是用来初始化USB，将USB的数据读取到RAM中。
  第二个image存储在USB中，这个就是用来boot的image

Primary boot

• 支持XIP的device，FlexSPI nor， SEMC nor
  以FlexSPI nor为例，ROM从0x60000000处读取12K数据。从0x60001000处获取IVT，根据IVT中的boot data进行数据处理。如果boot image运行地址在nor上，则进行XIP。否则将image copy到ram中boot
• 不支持XIP的device，FlexSPI nand等
  ROM从device中读取2K数据到0x20208000处，然后从0x20208400处获取IVT。根据IVT中的boot data将boot image coppy对应的运行地址进行boot

Redundant boot

• nand 支持redundant boot。给4次boot机会
• NAND FCB会制定image的存储，备份信息。
  
• ROM根据FCB找到对应的block，根据IVT将image复制到对应的运行地址。如果boot失败，ROM会根据FCB查找下一个备份的image，然后进行boot
• redundant register用来标记当前是第几次boot。 Bit[23:22]= 0b00表示第一份image，以此类推。

UINT32 redundant_boot = get_persist_redundant_boot_value();
while (++redundant_boot <= REDUNDANT_IMG_IDX_MAX)
{
/* Set secondary image persistent bit /
set_persist_redundant_boot_value(redundant_boot);
/ Add secondary image log entry /
pu_irom_log_add((pu_irom_log_entry_t)(ROM_LOG_PRIM_IMAGE_SELECT + redundant_boot));
/ Try download secondary image /
if (download_initial_image() == TRUE)
{
/ Update data_ptr on success /
data_ptr = (hab_ivt_v0_t )((UINT32)driver_data->initial_image_address + driver_data->ivt_offset);
break;
}
}

Secondary boot

• SD emmc支持secondary boot。Normal boot制定image base address为0x0，IVT offset为0x400.ROM会从0x0处读取数据，抓取0x400处的IVT来得到boot information。

• Secondary boot table位于offset0x200处。ROM第一次从0x400获取IVT后，如果boot失败，则从0x200处获取table，table中可以重定义image base address为firstSectorNumber。那么ROM就会从firstSectorNumber处获取image。

  举例说明:
  结构体里面的数据是小端模式。
  SD\EMMC 一个block的长度为0x200
  Tag ： 0x00112233
  FirstSectorNumber ：
  EMMC的image start address = 0x8000 IVT offset = 0x400
  Table address = 0x200
  设定secondary start address为0x9000，则firstSectorNumber为：
  (0x9000-0x8000) /0x200 = 8

secondary table如下

typedef struct
{
    UINT32 chipNum;           /* Chip Select, ROM does not use it */
    UINT32 driveType;         /* Always system drive, ROM does not use it */
    UINT32 tag;               /* Tag, must be  0x584D2E69 (i.MX) */
    UINT32 firstSectorNumber; /* Block address of secondary image, block size is 512B */
    UINT32 sectorCount;       /* Not used by ROM */
} SECONDARY_IMG_TBL_T;

Recovery boot

使能这个fuse即可。如果promary boot失败，ROM会从recovery boot device中进行boot。

EEPROM_RECOVERY_EN

MFG boot

所有primary、recovery boot失败后，从SD boot。

Plugin boot

这个boot类型是为了满足ROM从不支持的device中boot。

• 当配置IVT中BootData的plugin为1时。bootRom支持boot plugimage
• Plug-in boot需要两个image
  1. 供ROM boot的image，IVT， base address等都需要根据ROM的规定制定。此处的image就是没有使用plug in功能时的boot image。
     只不过这个image的功能不是我们常用的点灯，而是将IVT，base address，image length指向plug in image。如果有需要的话，还需要对存放plugin image的设备进行初始化
  2. plug-in image
     当1中的image制定了plug-in image的base address， IVT offset， image length后。BOOTROM对这个image认证后，执行此image

示例

依照ROM的规则做第一个image

int main(uint32_t **start, uint32_t *bytes, uint32_t *ivt_offset)  
{  
    *start = (uint32_t *)0x60004000;  
    *bytes = 0x5000;  
    *ivt_offset = 0x1000;  
    return 1;  
}

第二个image的功能为点灯，image中断向量地址为NOR中的0x60006000。给这个image加上IVT，IVT的存储地址设置为0x60005000，image的base address设置为0x60004000

将第一个image烧写到0x6000000处，第二个image烧写到0x60004000处。reset 板子，plug-in boot即可成功。

我们来分析下image是如何运行的。

1. 上电后，ROM从0x60000000处找image，0x1000处的IVT中查找到plug-in flag打开。
   
2. ROM运行这个image。这个image的作用是告诉ROM plug-in image存储在0x60004000处。
   
3. 然后ROM从0x60004000处查找image，0x60005000处获取IVT，然后进行boot。

Serial download

ROM 进到这个模式后，会等待上位机通讯。支持USB跟UART。
可以通过SD\P_host上位机的write_filem命令将image写到RAM中，然后Jump_addr命令执行image

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读到这里，我们应该知道了primary boot，recovery boot，MFG boot，Plug-in boot

• primary boot中，SD、EMMC支持secondary boot。NAND 支持redundant boot。这两种boot我们都可以通过persist register来查看使用第几份image进行boot。
  
• recovery boot是在primary boot失败后的一种boot，需要开启recovery boot的fuse
• MFG boot呢，就是如上如上两个boot都失败，ROM给与的最后一次boot。它从SD boot
• plug-in boot则是为了让ROM支持目前未曾支持的device，需要两份image。第一份image的IVT中需要开启plug-in boot flag。
  我们用Nor模拟了这种boot。plug-in boot支持如上所有的boot类型
• 如果所有boot都失败的话，ROM会进入serial download等待上位机与其通信。可以使用上位机烧写image到RAM中，然后运行RAM中的image。

关于RT的boot 流程，boot类型就介绍到此。下个章节我们来谈谈image的架构，看看ROM是如何根据IVT的内容进行boot的。