一、硬件平臺：

正點原子I.MX6U阿爾法開發板

二、啟動方式選擇

I.MX6U 支持多種啟動方式以及啟動設備，比如可以從 SD/EMMC、NAND Flash、QSPI Flash 等啟動。用戶可以根據實際情況，選擇合適的啟動設備。

芯片上電以后，芯片會根據 BOOT_MODE[1:0] 的設置來選擇 BOOT 方式， BOOT_MODE[1:0] 的值有兩者控制方式

1. eFUSE(熔絲) 控制電平：修改 eFUSE 的方式通過熔斷對應的熔絲修改電平，該方式只能修改一次（不推薦）

2. 修改 BOOT_MODE[1:0] 對應的 GPIO 高低電平來選擇啟動方式

I.MX6U 使用的是控制 IO 電平來控制啟動方式，原理圖上位置如下：

BOOT_MODE[1:0] 與啟動方式關系：

一般我們使用 01 和 10 啟動方式

2.1 串行下載

BOOT_MODE[1:0] 為 01；

串行下載：可以通過 USB 或者 UART 將代碼下載到板子上的外置存儲設備中，比如載串行下載模式下，我們可以使用 OTG1 這個 USB 口向開發板上的 SD/EMMC、NAND 等存儲設備下載代碼

2.2 內部BOOT模式

BOOT_MODE[1:0] 為 10；

此模式下，芯片會執 行內部的 boot ROM 代碼，這段 boot ROM 代碼會進行部分硬件初始化，然后從 boot 設 備(就是存放代碼的設備、比如 SD/EMMC、NAND)中將代碼拷貝出來復制到指定的 RAM 中， 一般是 DDR

2.3 BOOT ROM初始化內容

在內部 BOOT 模式下，芯片執行 BOOT ROM 初始化內容，BOOT ROM 如何執行呢？

首先 BOOT ROM 代碼先初始化時鐘，按下下圖初始化各個時鐘總線的分配器

同時內部 boot ROM 為了加快執行速度會打開 MMU（內存管理單元） 和 Cache（緩存），下載鏡像的時候 L1 ICache（1級指令緩存） 會打 開，驗證鏡像的時候 L1 DCache、L2 Cache 和 MMU 都會打開。一旦鏡像驗證完成，boot ROM 就會關閉 L1 DCache、L2 Cache 和 MMU

之后中斷向量偏移會被設置到 boot ROM 的起始位置，當 boot ROM 啟動了用戶代碼以后就可以重新設置中斷向量偏移了

2.4 內部BOOT啟動設備

當 BOOT_MODE 設置為內部 BOOT 模式以后，可以從以下設備中啟動：

• 接到 EIM 接口的 CS0 上的 16 位 NOR Flash

• 接到 EIM 接口的 CS0 上的 NAND Flash

• 接到 GPMI 接口上的 MLC/SLC NAND Flash，NAND Flash 頁大小支持 2KByte、4KByte 和 8KByte，8 位寬。

• Quad SPI Flash。

• 接到 USDHC 接口上的 SD/MMC/eSD/SDXC/eMMC 等設備。

• SPI 接口的 EEPROM

關于啟動設備的選擇，I.MX 6U 同樣提供了 eFUSE 和 GPIO 量種配置方式，常用的是 GPIO 選擇啟動設備

啟動設備是通過 BOOT_CFG1[7:0]、BOOT_CFG2[7:0]和 BOOT_CFG4[7:0]這 24 個配置 IO，這 24 個配置 IO 剛好對應著 LCD 的 24 根數據線 LCD_DATA0~LCDDATA23，當啟動完成以后這 24 個 IO 就可以 作為 LCD 的數據線使用。這 24 根線和 BOOT_MODE1、BOOT_MODE0 共同組成了 I.MX6U 的啟動選擇引腳

雖然有 24 個 IO，但是實際需要調整的只有那幾個 IO，其它的 IO 全部下拉 接地即可，如下圖，大部分 IO 一直保持下拉接地，只有幾個 IO （BOOT_CFG2[7:0]和 BOOT_CFG1[7:0]）需要我們關注：

IO 與啟動設備的關系如下圖：

各個模式間切換時，許多 IO 是基本保持不變的，所以進一步簡化，只需要 LCD_DATA3 ~ LCDDATA7、LCD_DATA11 這 6 個 IO 也被引出來了，其中 LCD_DATA11 就 是 BOOT_CFG2[3]，LCD_DATA3~LCD_DATA7 就是 BOOT_CFG1[3]~BOOT_CFG1[7]

對應的設備模式如下：

所以 I.MX6U 開發板從 SD 卡、EMMC、NAND 啟動 的時候撥碼開關各個位設置方式如表

三、鏡像燒寫

學習 STM32 的時候我們可以直接將編譯生成的.bin 文件燒寫到 STM32 內部 flash 里面，但 I.MX6U 不能直接燒寫編譯生成的.bin 文件，我們需要在.bin 文件前面添加一些頭信息構成 滿足 I.MX6U 需求的最終可燒寫文件

I.MX6U 的最終可燒寫文件組成如下：

• Image vector table，簡稱 IVT，IVT 里面包含了一系列的地址信息，這些地址信息在 ROM 中按照固定的地址存放著

• Boot data，啟動數據，包含了鏡像要拷貝到哪個地址，拷貝的大小是多少等等

• Device configuration data，簡稱 DCD，設備配置信息，重點是 DDR3 的初始化配置

• 用戶代碼可執行文件，比如 led.bin

所以燒寫文件的最終組成為： IVT + Boot data + DCD + usr.bin；其中 IVT + Boot data + DCD 大小為3KB

IVT 包含了鏡像程序的入口點、指向 DCD 的指 針和一些用作其它用途的指針。內部 Boot ROM 要求 IVT 應該放到指定的位置，不同的啟動設備位置不同，而 IVT 在整個 load.imx 的最前面，其實就相當于要求 imx 文件在燒寫的時候應該燒寫到存儲設備的指定位置去。整個位置都是相對于存儲設備的起始地址的偏移

3.1 IVT + Boot data 存放內容：

header：

Tag 為一個字節長度，固定為 0XD1，Length 是兩個字節，保存著 IVT 長度，大端格式（高字節保存在低地址）最后的 Version 是一個字節，為 0X40 或者 0X41

entry：入口地址，也就是鏡像第一行指令所在的位置。 0X87800000 就是我們的鏈接地址

reserved1：保留位

dcd：DCD 地址，鏡像地址為 0X87800000，IVT+Boot Data+DCD 整個大小為 3KByte。因此 .imx 文件的起始地址就是 0X87800000-0XC00=0X877FF400

Boot Data：boot 地址，header 里面已經設置了 IVT 大小是 32 個 字節，其結構如下：

• start 整個 load.imx 的起始地址，包括前面 1KByte 的地址偏移。

• length 鏡像大小，這里設置 2MByte。鏡像大小不能超過 2MByte。

• plugin 插件

self： IVT 復制到 DDR 中以后的首地址

csf： CSF 地址

reserved2：保留，未使用

3.2 DCD數據

復位以后，I.MX6U 片內的所有寄存器都會復位為默認值，但是這些默認值往往不是我們想要的值，有些外設我們必須在使用之前初始化它。為此 I.MX6U 提出了一個 DCD (Device Config Data) 的概念，和 IVT、Boot Data 一樣，DCD 也是添加到 load.imx 里面的，緊跟在 IVT 和 Boot Data 后面，IVT 里面也指定了 DCD 的位置。

DCD 其實就是 I.MX6U 寄存器地址和對應的配置信息集合，Boot ROM 會使用這些寄存器地址和配置集合來初始化相應的寄存器，比如 開啟某些外設的時鐘、初始化 DDR 等等。DCD 區域不能超過 1768Byte ！

DCD 里面的初始化配置主要包括三方面：

1. 設置 CCGR0~CCGR6 這 7 個外設時鐘使能寄存器，默認打開所有的外設時鐘

2. 配置 DDR3 所用的所有 IO

3. 配置 MMDC 控制器，初始化 DDR3