一、开发环境

  1. 嵌入式 Linux 开发板:100ASK-6ULL-V11(即:由百问网出品的 i.MX6ULL-PRO);
  2. 系统:Ubuntu 18.04(已配置交叉编译工具链);
  3. 待移植的 U-Boot:由 NXP 官方维护的 imx_v2020.04_5.4.47_2.2.0

二、下载待移植的 U-Boot 源码

可以使用以下命令:

git clone https://github.com/nxp-imx/uboot-imx
cd uboot-imx
git branch -a
git checkout remotes/origin/imx_v2020.04_5.4.47_2.2.0

NXP 官方的项目集合了多个版本的 U-Boot,项目较大,如果多次克隆失败的话,也可以通过韦东山老师的仓库来克隆:

git clone https://gitee.com/weidongshan/uboot-imx
cd uboot-imx
git reset d95408316b25d766d65397df42419b88fda3bbe1 --hard

三、移植 U-Boot

可以尝试使用默认配置来编译,我们这里就不尝试了哈,已知问题有:网卡不能正常驱动、LCD 屏幕参数不适配等等(其实尝试过,但没有截图🤣),我们直接开始移植。

1. 建立单板相关配置

建立单板的配置文件和头文件:

 cp configs/mx6ull_14x14_evk_emmc_defconfig configs/mx6ull_14x14_angus_emmc_defconfig
 cp include/configs/mx6ullevk.h include/configs/mx6ullangus.h

修改配置文件mx6ull_14x14_angus_emmc_defconfig的对应项为:

CONFIG_TARGET_MX6ULL_14X14_ANGUS=y
CONFIG_SYS_EXTRA_OPTIONS="IMX_CONFIG=board/freescale/mx6ullangus/imximage.cfg"
CONFIG_DEFAULT_DEVICE_TREE="imx6ull-14x14-angus-emmc"

修改头文件mx6ullangus.h的对应项为:

#ifndef __MX6ULLANGUS_CONFIG_H
#define __MX6ULLANGUS_CONFIG_H

同时修改该文件中查找设备树的命令:

添加 board 文件夹:

cp board/freescale/mx6ullevk board/freescale/mx6ullangus -r

进入该文件夹后,修改文件名:

 mv mx6ullevk.c mx6ullangus.c

同时修改其对应内容:

#ifdef CONFIG_ENV_VARS_UBOOT_RUNTIME_CONFIG
    env_set("board_name", "ANGUS");

    if (is_mx6ull_9x9_evk())
        env_set("board_rev", "9X9");
    else
        env_set("board_rev", "14X14");

    if (is_cpu_type(MXC_CPU_MX6ULZ)) {
        env_set("board_name", "ULZ-EVK");
        env_set("usb_net_cmd", "usb start");
    }
#endif
int checkboard(void)
{
    if (is_mx6ull_9x9_evk())
        puts("Board: MX6ULL 9x9 EVK\n");
    else if (is_cpu_type(MXC_CPU_MX6ULZ))
        puts("Board: MX6ULZ 14x14 EVK\n");
    else
        puts("Board: MX6ULL 14x14 ANGUS\n");

    return 0;
}

修改文件imximage.cfg的对应项为:

#ifdef CONFIG_USE_IMXIMG_PLUGIN
/*PLUGIN    plugin-binary-file    IRAM_FREE_START_ADDR*/
PLUGIN  board/freescale/mx6ullangus/plugin.bin 0x00907000
#else

修改文件Kconfig为:

if TARGET_MX6ULL_14X14_ANGUS || TARGET_MX6ULL_9X9_EVK

config SYS_BOARD
    default "mx6ullangus"

config SYS_VENDOR
    default "freescale"

config SYS_CONFIG_NAME
    default "mx6ullangus"

config SYS_TEXT_BASE
    default 0x87800000
endif

修改文件MAINTAINERS为:

MX6ULLANGUS BOARD
M:  Peng Fan <peng.fan@nxp.com>
S:  Maintained
F:  board/freescale/mx6ullangus/
F:  include/configs/mx6ullangus.h
F:  configs/mx6ull_14x14_angus_defconfig
F:  configs/mx6ull_14x14_angus_plugin_defconfig
F:  configs/mx6ulz_14x14_angus_defconfig

修改文件Makefile的对应项为:

obj-y  := mx6ullangus.o

增加设备树文件:

cp arch/arm/dts/imx6ull-14x14-evk-emmc.dts arch/arm/dts/imx6ull-14x14-angus-emmc.dts
cp arch/arm/dts/imx6ull-14x14-evk.dts arch/arm/dts/imx6ull-14x14-angus.dts
cp arch/arm/dts/imx6ul-14x14-evk.dtsi arch/arm/dts/imx6ul-14x14-angus.dtsi
cp arch/arm/dts/imx6ul-14x14-evk-u-boot.dtsi arch/arm/dts/imx6ul-14x14-angus-u-boot.dtsi

修改文件imx6ull-14x14-angus-emmc.dts的对应项为:

#include "imx6ull-14x14-angus.dts"

修改imx6ull-14x14-angus.dts

// SPDX-License-Identifier: (GPL-2.0 OR MIT)
//
// Copyright (C) 2016 Freescale Semiconductor, Inc.

/dts-v1/;

#include "imx6ull.dtsi"
#include "imx6ul-14x14-angus.dtsi"
#include "imx6ul-14x14-angus-u-boot.dtsi"

/ {
    model = "i.MX6 ULL 14x14 ANGUS Board";
    compatible = "fsl,imx6ull-14x14-angus", "fsl,imx6ull";
};

&clks {
    assigned-clocks = <&clks IMX6UL_CLK_PLL3_PFD2>;
    assigned-clock-rates = <320000000>;
};

在编译设备树的文件arch/arm/dts/Makefile中添加我们的板子:

在文件arch/arm/mach-imx/mx6/Kconfig添加我们的板子,以支持 U-Boot 的图形化配置:

config TARGET_MX6ULL_14X14_ANGUS
    bool "Support mx6ull_14x14_angus"
    select BOARD_LATE_INIT
    select DM
    select DM_THERMAL
    select MX6ULL
    imply CMD_DM
source "board/freescale/mx6ullangus/Kconfig"

2. 适配网卡驱动和 LCD 屏幕参数

适配 LAN8720A 网卡

为了支持 U-Boot 从网络启动 Linux 内核,我们需要解决网卡适配的问题,但只需要适配一个网口即可,我们选择较为常用的 ENET2。

查看开发板的原理图和 LAN8720A 的芯片手册可知,ENET2 网卡 PHY 地址是 0x1

同时,根据 LAN8720A 的芯片手册,我们在使用前需要对其进行硬件复位和软件复位操作,其中硬件复位要保持 nRST 引脚持续拉低一段时间,软件复位要求向 Soft Reset bit of Basic Control Register 写入1(建议多次写入直到其值为1)。

那我们继续修改配置文件configs/mx6ull_14x14_angus_emmc_defconfig,删除以下代码(EVK 开发板的 PHY 芯片的生产厂商是 Micrel):

CONFIG_PHY_MICREL=y
CONFIG_PHY_MICREL_KSZ8XXX=y

使能 SMSC 公司的 PHY 驱动(LAN8720A 的生产厂商):

CONFIG_PHY_SMSC=y

修改文件arch/arm/dts/imx6ul-14x14-angus.dtsi的对应项以关闭 ENET1 的初始化、配置 phy-reset-gpios引脚以及设置phy-reset-duration 复位时间(对 LAN8720A 进行硬件复位):

&fec1 {
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_enet1>;
    phy-mode = "rmii";
    phy-handle = <&ethphy0>;
    status = "disabled";
};

&fec2 {
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_enet2>;
    phy-mode = "rmii";
    phy-handle = <&ethphy1>;
    phy-reset-gpios = <&gpio5 6 GPIO_ACTIVE_LOW>;
    phy-reset-duration = <30>;
    status = "okay";

    mdio {
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <0>;

        ethphy0: ethernet-phy@2 {
            reg = <0>;
            // micrel,led-mode = <1>;
            clocks = <&clks IMX6UL_CLK_ENET_REF>;
            clock-names = "rmii-ref";
        };

        ethphy1: ethernet-phy@1 {
            reg = <1>;
            // micrel,led-mode = <1>;
            clocks = <&clks IMX6UL_CLK_ENET2_REF>;
            clock-names = "rmii-ref";
        };
    };
};
pinctrl_enet2: enet2grp {
    fsl,pins = <
        MX6UL_PAD_GPIO1_IO07__ENET2_MDC     0x1b0b0
        MX6UL_PAD_GPIO1_IO06__ENET2_MDIO    0x1b0b0
        MX6UL_PAD_ENET2_RX_EN__ENET2_RX_EN  0x1b0b0
        MX6UL_PAD_ENET2_RX_ER__ENET2_RX_ER  0x1b0b0
        MX6UL_PAD_ENET2_RX_DATA0__ENET2_RDATA00 0x1b0b0
        MX6UL_PAD_ENET2_RX_DATA1__ENET2_RDATA01 0x1b0b0
        MX6UL_PAD_ENET2_TX_EN__ENET2_TX_EN  0x1b0b0
        MX6UL_PAD_ENET2_TX_DATA0__ENET2_TDATA00 0x1b0b0
        MX6UL_PAD_ENET2_TX_DATA1__ENET2_TDATA01 0x1b0b0
        MX6UL_PAD_ENET2_TX_CLK__ENET2_REF_CLK2  0x4001b031
        MX6ULL_PAD_SNVS_TAMPER6__GPIO5_IO06 0x17059
    >;
};
pinctrl_lcdif_ctrl: lcdifctrlgrp {
    fsl,pins = <
        MX6UL_PAD_LCD_CLK__LCDIF_CLK        0x79
        MX6UL_PAD_LCD_ENABLE__LCDIF_ENABLE  0x79
        MX6UL_PAD_LCD_HSYNC__LCDIF_HSYNC    0x79
        MX6UL_PAD_LCD_VSYNC__LCDIF_VSYNC    0x79
        /* used for lcd reset */
        MX6UL_PAD_SNVS_TAMPER9__GPIO5_IO09  0x79
        MX6ULL_PAD_SNVS_TAMPER6__GPIO5_IO06 0x79
    >;
};

修改drivers/net/phy/phy.c对 LAN8720A 进行软件复位(为了减小对其它芯片的影响,我们引入宏命令进行条件编译),由于这里修改的代码比较复杂,我们直接对比:

需要添加的代码如下:

#ifdef CONFIG_PHY_SMSC
    int rc;

    do{
        phy_write(phydev, MDIO_DEVAD_NONE, MII_BMCR, BMCR_RESET);
        udelay(100);
        rc=phy_read(phydev, MDIO_DEVAD_NONE, MII_BMCR);
        udelay(100);

    }while(rc&BMCR_RESET);
#endif
#ifdef CONFIG_PHY_SMSC
        phy_write(phydev, MDIO_DEVAD_NONE, MII_BMCR, BMCR_RESET);
        udelay(1000);
#endif

适配 LCD 屏幕参数

修改arch/arm/dts/imx6ul-14x14-angus.dtsi的对应项即可:

&lcdif {
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_lcdif_dat
             &pinctrl_lcdif_ctrl>;

    display = <&display0>;
    status = "okay";

    display0: display@0 {
        bits-per-pixel = <24>;
        bus-width = <24>;

        display-timings {
            native-mode = <&timing0>;
            timing0: timing0 {
            clock-frequency = <51200000>;
            hactive = <1024>;
            vactive = <600>;
            hfront-porch = <160>;
            hback-porch = <140>;
            hsync-len = <20>;
            vback-porch = <20>;
            vfront-porch = <12>;
            vsync-len = <3>;

            hsync-active = <0>;
            vsync-active = <0>;
            de-active = <1>;
            pixelclk-active = <0>;
            };
        };
    };
};

3. 编译、烧写 U-Boot 并启动开发板

编译:

make distclean
make mx6ull_14x14_angus_emmc_defconfig
make

烧写并启动开发板:

可以看出,U-Boot 已经成功在板子上运行起来,观察发现屏幕工作正常。

之后配置网络,以支持后续通过网络下载 Linux 内核及设备树、基于NFS 挂载根文件系统:

setenv ipaddr 10.10.10.31
setenv gatewayip 10.10.10.10
setenv netmask 255.255.0.0
setenv serverip 10.10.10.30
saveenv

如果 ENET2 未设置 MAC 地址,可以手动设置一下:

setenv eth1addr=00:01:3f:2d:3e:4d
saveenv

使用ping命令检验:

=> ping 10.10.10.30
Using ethernet@20b4000 device
host 10.10.10.30 is alive

完工!

参考资料

[1] https://github.com/nxp-imx/uboot-imx/tree/imx_v2020.04_5.4.47_2.2.0

[2] https://gitee.com/weidongshan/uboot-imx

[3] 正点原子【第三期】手把手教你学Linux之系统移植和根文件系统构建篇

[4] i.MX6ULL移植NXP官方uboot2020.04_5.4.47_2.2.0

最后修改:2023 年 07 月 29 日 12 : 13 PM
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