AM335x booting

AM335x 開機分成兩類，記憶體開機跟週邊開機。

• 記憶體開機是搜尋 NVRAM 上的開機程式來執行，支援的裝置有 SD/MMC (MMC0, MMC1)、NOR Flash、NAND Flash 及 SPI0 Flash。
• 週邊開機則是下載程式來執行，支援的裝置有 UART0、Ethernet (EMAC1) bootp/tftp、USB0 slave 成 RNDIS Ethernet 作 tftp。

如果不在上述支援裝置，則要採用間接的方式。例如如果要 USB Flash 開機，則需要透過上述裝置進行階段性開機後，再讀取 USB Flash 完成最後開機。

一些名詞
SPL：Second Program Loader，也就是 Second bootloader
MLO：是 Memory Loader 縮寫？x-load？

一般開機流程：

1. 內部 ROM 載入 SPL
2. SPL 載入 bootloader
3. bootloader 載入 OS
4. OS 掛載根目錄，執行各種應用程式。

ROM

AM335x 第一個執行的程式位於處理器內部的 ROM (稱為 1st bootloader)，會依照開機組態接腳 SYSBOOT[4:0] 設定的開機裝置的順序去嘗試開機程式。

例如 SYSBOOT[4:0] =

• 10111：MMC0→SPI0→UART0→USB0
• 11100：MMC1→MMC0→UART0→USB0 (Beaglebone Black 沒按 BOOT 鍵通電，MMC1 是 eMMC、MMC0 是 µSD)
• 11000：SPI0→MMC0→USB0→UART0 (Beaglebone Black 按著 BOOT 鍵通電)

此時外部 SDRAM 界面還沒初始化，還不能使用，能放要執行的程式只有內部有限的 100 多 KB 的 RAM，只能載入一個夠小的程式，稱為 SPL (2nd bootloader) 。

如果開機裝置是 NOR Flash，程式是可以直接執行 (XIP, eXecute In Place)，可以跳過 SPL。

SPL 和 bootloader

SPL 由於容量的限制，只能有一些陽春的 bootloader 功能，主要就是讓外部 SDRAM 可以使用，然後載入較大的程式來執行。這個較大的程式可以是最後的 OS 或應用程式，但通常是一個較完整的 bootloader，可以有彈性的設定、可以做網路下載、可以更新、解壓縮程式等功能。在開發過程中，這些 bootloader 完成後通常不太需要去更動。

SD Card 開機

SD Card 是常見開機裝置，裡面有一個稱為 boot 的 FAT 分割，用來放開機檔案。內部 ROM 會找這個分割裡叫 MLO 的檔案，載入作為 SPL。通常 MLO 是精簡版的 u-boot，會去載入另一個檔案 u-boot.img (不確定 u-boot.bin 是不是也可以) 作為 3rd bootloader，是完整版的 u-boot 。

u-boot 預設會去執行 bootcmd 指定的指令，載入 uEnv.txt 的設定、zImage 及 dtb 檔，設定 Linux kernel 參數，最後執行 Linux kernel。Linux kernel 會掛載另一個分割，通常為 ext2/3/4 檔案系統，作為 rootfs。

SD 卡內容

• FAT 分割：boot
• 根目錄：MLO、u-boot.img、(optional) uEnv.txt
• ext3 分割：rootfs
• boot 目錄：zImage、(optional) dtb 檔

上述說明是一般 SD card 開機的情況，實際上可以做許多調整，例如透過 u-boot 設定，zImage 等檔案可以放別的位置，可以不用 ext2/3/4 分割作 rootfs，也未必要用 Linux、u-boot。

SD Card 有 FAT 分割的好處是電腦都支援，可以透過 SD 讀卡機接到電腦，方便置換、修改檔案。

SPL 除了用 FAT 模式的 MLO 外，也可以用 raw 模式，放在 SD card 的第 0、256、512、768 sector，也就是第 0、128 KB、256 KB、384 KB。雖然 eMMC/eSD 跟 SD 非常相似，但只能用 raw 模式，BeagleBon Black 就有 on-board eMMC 支援開機。

USB slave 開機

BeagleBoot Project Page

UART 開機

UART0

參考

1. http://jchuang1977.pixnet.net/blog/post/30848988 (解釋 MLO/SPL，有些錯誤。MLO 是 SPL 沒錯，但 SPL 未必是 MLO)
2. http://beagle.s3.amazonaws.com/esc/Uboot-esc-chicago-2010.pdf
3. AM335x ARM® Cortex™-A8 Microprocessors (MPUs) Technical Reference Manual
4. http://processors.wiki.ti.com/index.php/The_Boot_Process

延伸閱讀

• SPI Flash 接 BeagleBone Black 的 P9-17, 18, 21, 22，以及 P8-43 接 jumper 及 100 ohm 接地來選擇開機模式。