AC590-SoC开发板常用操作说明

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AC590-SOC开发板采用核心板+底板的结构。核心板资源如下：
FPGA：5CSEMA2U23I7N     25K逻辑单元，672个管脚，FPGA部分总共可用管脚为140个。含双核ARM Cortex-A9 CPU，800MHz主频，能够运行Linux操作系统

DDR3:   （MT41K128M16JT-125 IT   /  MT41K256M16TW-107 IT.P）      512M/1G字节存储容量高速DDR3存储器   

Nand FLASH：256/512M字节存储容量Nand FLASH。
（MX30LF2G18AC-TI / 29F2G08ABAEA (256MB)    MX30LF4G18AC-TI(512MB))

QSPI FLASH：(W25Q32JVSIQ)  4M字节QSPI FLASH。

引脚，DF12D(3.0)-80DP-0.5V (81)   公座，HRS正品，每个连接座 为80pin、0.5mm间距，共4个。


AC590-SOC开发板，默认使用nand flash存储Linux内核（zimage）、文件系统（rootfs）、设备树（dtb）和FPGA的配置文件（rbf），uboot默认存储在QSPI Flash中。暂时没有将uboot和preloader直接存储在nand flash中，主要是容灾考虑。核心板已经通过电阻设置默认从QSPI Flash中加载uboot，然后从Nand中启动内核。
没有特别的必要，不建议更新Uboot。如果需要更新Preloader，由于Quartus自带的烧写器不支持华邦的这个QSPI FLASH，所以是不能直接烧写FLASH的，两种方案，一种是加载好Linux系统之后，在Linux系统下烧写QSPI FLASH，一种是Uboot下挂载TFTP，用TFTP传输Uboot和preloader文件，然后烧写到QSPI中。


开发板启动流程：

1、CPU默认从QSPI FLASH启动，QSPI FLASH中已经默认烧写好了preloader和uboot。核心板上也通过电阻的方式配置了让HPS上电就从QSPI Flash启动。
2、CPU上电从QSPI FLASH中读取preloader，preloader运行后再从Qspi中读取uboot到内存中。然后uboot运行。
3、在uboot运行后，会从nand flash中读取FPGA的配置文件soc_system.rbf并配置FPGA，读取nand flash的地址为：0xa00000
4、接着, Uboot从nand flash中读取Linux内核文件（zImage），读取nand flash的地址为：0x400000
5、最后，Uboot从nand flash中读取Linux设备树文件（dtb），读取地址为0x300000

当以上操作都执行完成之后，Uboot执行从nand flash启动的命令，让CPU开始加载Linux内核。


以下先给出开发板上nand flash的分块说明：

filename	addr	length/size
reserved（放置Uboot）	0x000000~0x300000	0x300000
dtb	0x300000~0x400000	0x100000	soc_system.dtb
kernel	0x400000~0xa00000	0x600000	zImage
rbf	0xa00000~0x1000000	0x600000	soc_system.rbf
rootfs	0x1000000~0x10000000	0xf000000

从上面的分块表可以看到，nand flash的0x000000~0x300000地址为保留地址，事实上，这部分地址正是为preloader和uboot镜像所预留，如果希望把uboot和preloader烧写到nand flash，正是烧写到这一段。

另外，最后一段空间0x1000000~0x10000000 为Linux文件系统分区，如果希望烧写文件系统，则烧写到该分区。


更新Uboot的方法
1、在Linux系统中更新Prloader和uboot

在Linux能够正常启动运行的情况下，采用在Linux系统中更新Uboot的方法最为方便，此方法要求的条件是u-boot和preloader镜像必须有条件接入到Linux系统中，
在有网口的情况下，使用tftp命令从PC端直接拷贝preloader和uboot镜像到开发板的文件系统中，再使用Linux下的nand操作命令来擦除和写入到nand flash中。比如，可以按照以下流程进行：
1、在windows上使用TFTP软件创建一个TFTP服务器（windows系统自带了也有，但是不好用，不如用这个第三方的简单易用）
2、把编译好的preloader.img文件和uboot.img文件拷贝到服务器指定的目录下
3、设置开发板的IP和TFTP服务器处于同一个网段
4、使用tftp命令将preloader.img文件和uboot.img文件拷贝到开发板的文件系统中，例如：
tftp -gr preloader.img 192.168.0.3
tftp -gr u-boot.img 192.168.0.3
5、查看开发板的nand分区，以确定写入到哪里。
cat /proc/mtd

6、把存放preloader.img和u-boot.img的mtd0分区先格式化，使用的命令为：
flash_erase /dev/mtd0 0 24
其中0是起始地址，24是擦除的块大小，nand flash擦除时以128KB为一块，我们的nand中将0x0~0x300000地址范围的存储空间留给了存放uboot和preloader，这一块的总共有128K*24个字节，所以如果要全擦除的话，就要设计最后的擦除块个数为24。当然，如果只擦除这中间的一部分也是可以的，例如preloader很小，为64KB，只占用半个擦除块大小，所以擦除第一块就足够了，而uboot存放在以0xC0000开始的地址段，一般不超过768KB，所以从0xC0000开始，擦除6个128K块即可。注意。uboot的环境变量保存在以0x80000开始的存储空间，如果希望重新烧写preloader而不丢失之前已经设置好的uboot环境变量，则建议分段擦除，既仅擦除从0x0开始的一个块（用来更新preloader）和从0xC0000开始的所有块（12个）。

7、使用mtd_debug命令将preloader和uboot镜像更新到指定地址。例如，更新uboot到0xC0000地址的命令为
mtd_debug write /dev/mtdblock0 0xC0000 0x59AA0 u-boot.img
这个里面有个0x59AA0的值，这个值就是u-boot.img文件的大小，该大小单位为字节，可以通过在Linux下输入ls -la命令查看，然后换算为十六进制即可。
更新preloader.img文件到nand flash也可以使用上面的命令，例如如果使用mtd_debug更新preloader.img文件，则命令应该为：
mtd_debug write /dev/mtdblock0 0x00000 0x10000 preloader.img
但是实际上，由于preloader是写入到mtd0的0地址的，我们可以使用更加简单的命令来实现，例如：
flashcp preloader.img /dev/mtd0
也就是用flashcp命令直接将preloader文件拷贝到mtd0块中，这个命令会自动将文件拷贝到0地址开始的地方。


在uboot中更新各种文件

先行准备工作：
设置uboot中的ipaddr与电脑IP同一个网段，如192.168.0.5，则

1. setenv ipaddr 192.168.0.5

复制代码

设置uboot中的serverip为电脑IP，假如电脑IP为192.168.0.3 则

1. setenv serverip 192.168.0.3

复制代码

保存当前设置，这样下次启动就不用再设置这些了。
saveenv

在电脑上创建tftp服务器。把需要用到的文件都放进去，tftp服务器的创建很简单，不需要在ubuntu下也能创建，只需要在windows系统中使用一个第三方软件即可，附件提供了一个该软件。 tftpd32.400.zip (472.83 KB, 下载次数: 1389)

2020-5-16 13:31 上传

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tftpd64.400.zip (525.44 KB, 下载次数: 1441)

2020-5-16 13:31 上传

点击文件名下载附件

两个附件，一个是32位的，一个是64位的，根据你自己的电脑系统选择。使用也非常简单，就是在Current Directory指定你放置需要传输的文件的路径，在Server interface指定你能够和开发板正常网络通信的网卡。然后就完事了，不需要再点击什么开始和结束按钮。不用的时候关掉即可，需要的时候打开软件做这两个设置就可以。



preloader
擦除preloader所在存储区

1. nand erase 0x0 0x20000

复制代码

从tftp拷贝preloader.img到内存

1. tftp 0x10000000 preloader.img

复制代码

或者是

1. tftp 0x10000000 preloader-mkpimage.bin

复制代码

将内存中的preloader数据写到nand

1. nand write 0x10000000 0x0 ${filesize}

复制代码

uboot
擦除u-boot所在存储区

1. nand erase 0xC0000 0xE0000

复制代码

从tftp拷贝u-boot.img到内存

1. tftp 0x10000000 u-boot.img

复制代码

将内存中的u-boot.img数据写到nand

1. nand write 0x10000000 0xC0000 ${filesize}

复制代码

dtb
擦除dtb所在存储区

1. nand erase 0x300000 0x100000

复制代码

从tftp拷贝dtb到内存

1. tftp 0x10000000 soc_system.dtb

复制代码

将内存中的soc_system.dtb数据写到nand

1. nand write 0x10000000 0x300000 ${filesize}

复制代码

rbf
擦除rbf所在存储区

1. nand erase 0xa00000 0x600000

复制代码

从tftp拷贝rbf到内存

1. tftp 0x10000000 soc_system.rbf

复制代码

将内存中的soc_system.rbf数据写到nand

1. nand write 0x10000000 0xa00000 ${filesize}

复制代码

zImage
擦除zImage所在存储区

1. nand erase 0x400000 0x600000

复制代码

从tftp拷贝zImage到内存

1. tftp 0x10000000 zImage

复制代码

将内存中的zImage数据写到nand

1. nand write 0x10000000 0x400000 ${filesize}

复制代码

rootfs
擦除rootfs所在存储区

1. nand erase 0x1000000 0xf000000

复制代码

从tftp拷贝rootfs到内存

1. tftp 0x10000000 altera.ubi

复制代码

将内存中的altera_ubifs.img数据写到nand

1. nand write 0x10000000 0x1000000 ${filesize}

复制代码

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华邦的flash驱动有bug，导致uboot下执行saveenv会失败并重启系统，
解决方法：
使用附件的文件替换uboot的华邦flash驱动文件drivers/mtd/spi/winbond.c

winbond.c (1.97 KB, 下载次数: 417)

2023-4-19 17:19 上传

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G:\Dev_Temp\FPGA\AC590\AC590_SoC_GHRD\software\spl_bsp\uboot-socfpga\include\configs下的socfpga_common.h文件可以修改默认环境变量，修改硬件地址信息，比如更改2个网卡的基地址

admin

Intel原厂提供的系统，都是使用SD卡启动的，其soc eds编译默认生成的uboot也是使用的SD卡作为preloader、uboot、Linux系统的存储介质，这导致通过bsp-editor生成的Uboot，以及通过soc eds生成的设备树文件，都是无法在使用Nand存储器的硬件电路板上运行的。所以需要我们手动修改Uboot的环境变量，以及设备树文件。

以下介绍在基于Nand存储器作为主存储介质的soc产品中，为设备树中的Nand添加分区
http://www.corecourse.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=28412
(出处: 芯路恒电子技术论坛)

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Quartus工程和Uboot源码，经过深度修改的支持万象奥科的评估板，从Nand Flash启动
hd_CycloneV_Prj.part1.rar (18 MB, 下载次数: 1204)

2023-4-27 16:58 上传

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hd_CycloneV_Prj.part2.rar (2.45 MB, 下载次数: 1286)

2023-4-27 16:57 上传

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以下是该工程编译出来的几个文件，可以直接烧录到nand中，用于启动和加载Linux，具体烧录方法见1楼
preloader-mkpimage.bin (256 KB, 下载次数: 1357)

2023-4-27 20:58 上传

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soc_system.dts (37.15 KB, 下载次数: 578)

2023-4-27 20:58 上传

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soc_system.rbf (4.05 MB, 下载次数: 1183)

2023-4-27 20:58 上传

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socfpga.dtb (20.03 KB, 下载次数: 492)

2023-4-27 20:58 上传

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u-boot.img (354.93 KB, 下载次数: 1165)

2023-4-27 20:58 上传

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