原创 【黑金动力社区】 基于BF531 DSP 的 uClinux 移植指南

黑金动力社区：http://www.heijin.org

一、准备工作

1.  U-BOOT使用官方提供： u-boot-1.1.6-2008R1.tar.bz2

2.  uClinux使用官方提供：   uClinux-dist-2008R1-RC8.tar.bz2

3.  交叉编译工具：               blackfin-toolchain-elf-gcc-4.1-08r1.5-14.i386.tar.bz2

                                            blackfin-toolchain-uclibc-full-08r1.5-14.i386.tar.bz2

                                            blackfin-toolchain-08r1.5-14.i386.tar.bz2

4.  编译环境：       Fedora 9.0

二、U-BOOT的移植

        U-Boot的移植分成两个部分：首先，在目录/board/下建立一个新目录，将类似的开发板源码拷贝到该目录，并针对我们的新开发板修改相应的配置，编译通过。然后，针对我们新开发板的特点修改相关源码文件，使其能在我们的开发板上运行。

下面分别对这两部分进行介绍:

1. 创建文件

        我们的开发板采用的是BF531，与U-Boot中提供的官方BF533-stamp开发板类似，也可以由串行FLASH启动。因此，我们以该开发板为模板，通过修改得到我们新开发板的移植代码。所有操作都以root用户登陆，其它问题在此不再说明。接下来详细阐述U-Boot移植的第一部分，它主要包括以下几个步骤：

(1)     进入U -BOOT的board目录，针对我们的开发板建立文件目录，命名为ms531。 
(2)     拷贝bf533-stamp整个目录内的文件到ms531，并更改里面所有bf533-stamp为ms531。目前为此，我们新开发板的文件目录和文件都有了，但             现在还不能在我们开发板上运行。 
(3)     修改ms531目录下的Makefile和u-boot.lds，将其中的bf533-stamp全部修改为ms531。注意在spi-flash.c中要对串行flash进行修改，在旧版本              中，都要在这个文件中对flash的大小进行设置。新版本则已经做了对所有支持的flash描述，不需要人为修改。具体支持的flash类型请参考官方             文档或自己查看该文件。

(4)     进入./include/configs目录内，复制一份bf533-stamp.h并命名为ms531.h。这个头文件中有很多内容要修改，我们将在第二部分中进行说明。 
(5)     修改顶层目录下的Makefile，在”BFIN_BOARDS=”添加”ms531”。注意不同版本的Makefile有点偏差，需根据实际情况添加。 
(6)     最后编译u-boot：

          #make clean 
          #makems531_config（就是在Makefile里添加的config） 
          #make 
(7)     编译正确，生成u-boot.ldr文件，其它编译文件先不用管，这一部分就算完成了。下面我们尝试修改相应的源代码。以适合我们的MS531板。

2. 修改文件

        这一部分主要是修改开发板配置文件以及flash驱动。我们先来修改开发板配置文件，让u-boot能运行起来。修改的主要内容包括：启动模式、串口设置、时钟设置、flash设置和SDRAM设置。注意，不同版本的设置会有不同，尤其是启动模式的设置，一定要参考官方的文档进行。下面分别进行介绍：

(1)     首先设置启动模式

        #defineBFIN_CPU   bf531

        #defineBFIN_BOOT_MODE   BFIN_BOOT_SPI_MASTER

(2)     串口设置，将波特率设置为115200

        #defineCONFIG_BAUDRATE 115200

(3)     时钟设置

        根据开发板晶振频率和系统需要的工作频率进行设置，我们开发板的晶振为20MHz，内核时钟为输入时钟的20倍频，系统时钟为内核时钟的5分频，所以如下设置。根据开发板上具体配制及需求进行更改。

        #defineCONFIG_CLKIN_HZ 20000000

        /*CONFIG_CLKIN_HALF controls what is passed to PLL 0=CLKIN     */

        /*                                              1=CLKIN/2                               */

        #define CONFIG_CLKIN_HALF               0

        /*CONFIG_PLL_BYPASS controls if the PLL is used 0=don't bypass  */

        /*                                               1=bypass PLL                          */

        #defineCONFIG_PLL_BYPASS               0

        /*CONFIG_VCO_MULT controls what the multiplier of the PLL is.      */

        /* Values canrange from 1-64                                                      */

        #defineCONFIG_VCO_MULT                 20

        /*CONFIG_CCLK_DIV controls what the core clock divider is            */

        /* Values can be1, 2, 4, or 8 ONLY                                               */

        #defineCONFIG_CCLK_DIV                     5

        /*CONFIG_SPI_BAUD controls the SPI peripheral clock divider          */

        /* Values canrange from 2-65535                                                 */

        /* SCK Frequency= SCLK / (2 * CONFIG_SPI_BAUD)                      */

        #defineCONFIG_SPI_BAUD                 2

        /*CONFIG_SCLK_DIV controls what the peripheral clock divider is    */

        /* Values canrange from 1-15                                                      */

        #defineCONFIG_SCLK_DIV                 4

(4)     SDRAM设置

        根据你的开发板SDRAM容量和起始地址定制，我们的开发板SDRAM容量为32MB，列地址宽度为9，起始地址为0x00000000。最大SDRAM在本版本中已经按下面的设计计算好了，不需要再作更改，在其它版本中需要注意，对应地方的更改。

        #defineCFG_LARGE_IMAGE_LEN 0x1000000     /* LargeImage Length */

        #defineCONFIG_MEM_SIZE                  32        /*128, 64, 32, 16       */

        #define CONFIG_MEM_ADD_WDTH          9      /* 8, 9, 10, 11            */

(5)     网络，实时时钟，I2C等不需要的部分可关闭，只要对应的值设置为0就行。不关闭也不会出错的。

(6)     最后重新配置编译生成的u-boot.ldr，并下载到开发板即可以运行了，应该能看到串口返回的u-boot成功运行的信息。然后可自行用u-boot命令测试是否移植成功。

三、uClinux的移植

        同样使用官方的BF533-stamp当模块进行移植。如果只是更改对应的CPU时钟，SDRAM，波特率等设置就可以使用u-boot下载到SDRAM里面运行uClinux。但是生成的uImage文件占3.5M空间，而ms531 只有2M的flash。由于官方支持声音与图像的驱动是完全没有必要的，所以有必要进行裁减。具体操作包括以下几步：

(1)     进入uClinux-dist目录，输入如下命令：#make menuconfig；也可以用make xconfig进入图形化设置。注意如果之前编译过，应先makeclean。

        第一次编译会出现几个是否支持USB OTG的选项，可以不用管，反正也不用。然后会进入如下界面，开始对uClinux的裁减。

        在vendor/Product Selection内选择产商及模板，也可自行在vendor文件夹内建立模板，这里直接使用ADI公司带的BF531-stamp模板。也可以在vendor文件夹内自己立一个MS531文件夹，然后下面所以设置就会被保存在该文件夹内。

        在Kernel/library/Defaults Selection内要将Customize kernelsetting和CustomizeVendor/User setting 选择上。因为这是我们需要裁减的两部分，如果不选择上，则使用BF533-stamp的默认配置。

        然后退出选择保存，编译会自动进行，下一步就会进入Customize kernelsetting 界面，如下图所示。

(2)     BlackfinProcessor Options 里面是一定要做修改的地方，CPU更改BF531，时钟20M，波特默认改为115200，SRAM Size 32，Address Width为9，其它可默认。要注意的就是如果RE-programclocks while Kernel boots?那一项选上话，就表示启动uClinux后PLL设置会重新按这里的设置更改，如果不选上的话，PLL设置则会按原理u-boot上的设置。

        退到原来界面，剩下就开始裁减不需要的东西了。各位可以根据自己的实际来裁判，现在主要是内核内的裁减，如果搞不清楚什么意思的就不要取消掉。我们现在把busoptions里所有选项取消了，把Networking取消了。还有就是Device Drivers 里面不需要驱动的取消掉，把File system里面不需要支持YAFF2文件系统取消掉。安全性能不需要支持也全取消掉，然后退出保存。

(3)     接下来对CustomerVendor/user进行裁减，这一块很容易明白。基本都是些应用程序，不需要直接取消掉，需要的就加上。不要取消掉CoreApplication 内init选项。另外如果网络取消掉了，要将Busybox内的syslog支持去掉，并取消掉下面syslog的应用程序选项，否则后面编译好的内核将会一直出现syslog错误。建议将MiscellaneousApplication 内的Zmodenutils选上，默认是不选择的，因为默认的开发板是带网口的，传输文件可以用tftp，而这里就只能用经典的串口传输协议zmodem。可以直接在超级终端内将编译好的文件传输到系统内进行调试。另外Blackfin还提供很多测试用的程序及应用程序，可根据具体情况或具体大小去选择，这里就不一一阐述。

(4)     注意后面编译系统时如果显示user文件夹内出错，则是没有对应的库，或是在内核选项中取消了对应支持导致，或是没打对应的补丁，可自行打PACKAGE内的补丁，如果还不行又搞不清，那就不要加这个应用程序，就可以编译过去了。如果还是不明白是对应的哪个选项，那就直接打开user文件夹内的Makefile屏蔽掉对应错误的运用程序。

(5)     保存退出后，输入make命令，编译整个系统。在 image 文件夹内会得到我们所需要的uImage文件。跟u-boot一样也会得到其它类型的文件，各位就自己研究吧。

(6)     其它常用到的编译命令如下：

        #make linux           ; 编译内核文件

        #make romfs         ; 编译根文件系统

        #make image         ;生成uImage镜像文件

四、HELLO,CHINA！

        编写史上最经典的程序“HELLO,CHINA！“，这个不会请百度去。然后用下面命令编译：

        #bfin-uclinux-gcc-Wl,-elf2flt hello.c -o hello；

        生成uclinux下FLT可执行文件，注意不能直接bfin-uclinux-gcc编译，那样生成可执行文件运行时会提示”ELF:not found”。

        其它还可用的编译工具有bfin-linux-uclibc-gcc和bfin-linux-uclibc-strip它们之间所用的库是不一样，具体请参考官方文档。

        生成可执行文件通过终端下载到系统中，这次就用到上面添加的Zmodem协议。如下图所示：

        选择发送文件，协议选择“Zmodem与崩溃恢复”，然后直接点发送，会自动调用lsz命令去发送文件，这里不需要管它。文件会直接发送到当前你所进入的目录下。然后运行命令：

        #chmod777 hello；

        更改文件属性后，就可以直接运行该程序了。注意这里的系统已经复制到SDRAM内运行，所以掉电后，该程序是不会保存的。好，到这里一个系统才算建立起来。

五、uClinux加入应用程序

        编译好的系统在当前目录下会生成根文件系统，直接make是已经执行了make romf命令，所以直接将编译生成程序加入到该文件系统内，并更改/etc/rc文件就可以实现，用户程序上电后自动运行。

        编译写led.c文件程序见附录所示，当然内核裁减不要把GPIO驱动给减没了。可以查看系统的/dev文件内是否有pf0—pf15。用bfin-uclinux-gcc命令编译后生成可执行文件。复制到romf文件夹内的/home文件夹。然后更改/etc内的rc文件，加入如下代码：

        Sleep3         ; 如果前面带有网络，并且下面的程序是基于网络的，则需要一定的等待时间，不是则可以不加。

        /hom/led&

        然后回到主目录重新执行make image命令，生成uImage文件，烧到flash内复位运行即可。

        这里提供给大家的只是个人的并已经成功运行的方法，只是适用于较少的代码量，而且实现方便。官方或网络上也提供其它方法去实现。如下所示，这里就不做多余说明了。

附录1

MS531 体验板靓照