U-Boot SPL: DDR interactive mode

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U-Boot中, U-Boot SPL可以提供用于DDR配置的调试控制台。

它是STM32CubeMX DDR tuning tools使用的嵌入式部件。

DDR interactive mode

此模式在编译标志 CONFIG_STM32MP1_DDR_INTERACTIVE下定义。

当这个配置标志被激活时,有两种方式进入交互模式:

  1. 在控制台中加载SPL并按下字符 ‘d’ (适用于DDR)。
    轮询只在启动序列的200毫秒内完成。
    因此手动操作很困难,您应该在SPL启动期间一直按“d”键,直到DDR> 提示符出现。
  2. 通过在make选项中添加 DDR_INTERACTIVE=1 编译为强制DDR_INTERACTIVE模式
    然后,SPL自动进入DDR模式:
  PC $> DEVICE_TREE=<device tree name> DDR_INTERACTIVE=1 make

当DDR工具控制台可用时,在SPL信息标语之后显示以下输出:

  0:DDR_RESET
  DDR>

交互模式使用与SPL控制台相同的UART,默认情况下,STMicroelectronics板使用UART4,且Bps = 115200 Bit = 8 Parity = None Stop = 1

DDR steps

DDR交互模式使用5个步骤来初始化DDR控制器和PHY(包括初始化期间发送给DDR的“模式寄存器” 0-3),并使用在设备树中找到的参数:

step name Description DDR CTL
state
DDR PHY
state
DDR CTL
registers
DDR PHY
registers
0 DDR_RESET Initial state
Clock initialized
'param' initialized with Device Tree
Reset Reset Reset Values Reset Values
1 DDR_CTRL_INIT_DONE Controller init done Clocked Reset Init done with 'param.ctl'
CTL register can be updated (command edit)
Reset Values
2 DDR PHY_INIT_DONE DDR PHY init done Runnig
Waiting PHY
Clocked - Init done with 'param.phy'
PHY register can be updated (command edit)
3 DDR_READY DDR ready and ports are open
test can be executed
Running Running - -
4 RUN Continue execution (U-Boot load) Running Running - -

commands available

使用:

  • <type> = ctl, phy (适用于所有DDR控制器或PHY寄存器)
    or one category: static, timing, map, perf, cal, dyn
  • <reg> = name of the register (dx0dqstr for example)

您可以执行以下命令:

  • help: 显示帮助
  • info: 管理DDR信息 (step, name, size and speed)
    • info: 显示DDR信息
    • info <param> <val>: 将 <param> 更改为 <value> (<param> = "step", "name", "size" or "speed")
  • freq: 管理DDR PHY频率
    • freq: 显示DDR频率
    • freq <frequency>: 更改频率(以kHz为单位),仅允许在步骤0中使用
 DDR>freq
 DDRPHY = 40000 kHz
 DDR> freq 523000
 DDRPHY = 522999 kHz
  • param: 管理输入参数(从设备树中读取
    • param [type|reg]: 打印输入参数
    • param <reg> <val>: 在步骤0中编辑参数
  • print [type|reg]: 转储寄存器
  • edit:修改DDR控制器和DDR PHY中的寄存器
    在输入参数初始化之后,需要在正确的步骤中完成(设备树中的值)
  • step 1 => CTRL 允许更新寄存器
  • step 2 => PHY 允许更新寄存器
  • step 3 => DDR 就绪(仅用于控制器和PHY的动态寄存器)
    • edit [type|reg]: 修改DDR控制器或PHY中的值寄存器
  • step: 管理步骤
    • step: 列出可用步骤
    • step [n]: 转到步骤 <n>
      您可以使用“步骤0”重置并重新启动初始化序列
 0:DDR_RESET
 1:DDR_CTRL_INIT_DONE
 2:DDR PHY_INIT_DONE
 3:DDR_READY
 4:RUN
  • next: 转到下一步
  • go: 继续执行U-Boot SPL(加载u-boot,与“步骤4”相同)
  • reset: 重新启动机器
  • test: 测试管理 : 请参阅 [q[#DDR test|next chapter]]
  • tuning: 执行调整命令,现在只有一个子命令
    • tuning <n>: 执行调整程序 <n>
    • tuning help: 显示帮助消息,列出可用的优化过程
 0:Read DQS gating:software read DQS Gating
 1:Bit de-skew:
 2:Eye Training:or DQS training
 3:Display registers:
 4:Bist config:[nbErr] [seed]
"param" 命令是测试修改后的设置的一种简单方法,因为它修改了输入参数 ( 'param' 从设备树中读取). 建议在 step 0处执行此命令。修改后的值将以正确的 #DDR steps应用。

“打印”和“编辑”命令直接访问CTRL和PHY寄存器,因此当驱动程序执行初始化步骤时,输入参数可以覆盖这些值。这些命令用于DDR初始化的详细调试。

Examples

 DDR>info
 step = 3 : DDR_READY
 name = DDR3-1066/888 bin G 2x4Gb 533MHz v1.40
 size = 0x40000000
 speed = 533000 kHz
 DDR>param cal
 ==phy.cal==
 dx0dllcr= 0x40000000
 dx0dqtr= 0xffffffff
 dx0dqstr= 0x3db02000
 dx1dllcr= 0x40000000
 dx1dqtr= 0xffffffff
 dx1dqstr= 0x3db02000
 dx2dllcr= 0x40000000
 dx2dqtr= 0xffffffff
 dx2dqstr= 0x3db02000
 dx3dllcr= 0x40000000
 dx3dqtr= 0xffffffff
 dx3dqstr= 0x3db02000
 DDR>print dx0dqstr
 dx0dqstr= 0x3db03001
 DDR>print mstr
 mstr= 0x00040401

DDR test

要执行DDR测试,您需要进入“DDR就绪”步骤(步骤3)。

要生成测试列表,请在不使用任何参数的情况下执行“ test”命令:

 DDR>step 3
 DDR>test
 test:25
 0:All:
 1:Simple DataBus:[addr]
 2:DataBusWalking0:[loop] [addr]
 3:DataBusWalking1:[loop] [addr]
 4:AddressBus:[size] [addr]
 5:MemDevice:[size] [addr]
 6:SimultaneousSwitchingOutput:[size] [addr] 
 7:Noise:[pattern] [addr]
 8:NoiseBurst:[size] [pattern] [addr]
 9:Random:[size] [loop] [addr]
 10:FrequencySelectivePattern :[size]
 11:BlockSequential:[size]
 12:Checkerboard:[size]
 13:BitSpread:[size]
 14:BitFlip:[size]
 15:WalkingOnes:[size]
 16:WalkingZeroes:[size]
 17:infinite read:[addr]
 18:infinite write:[addr]

每个测试可以单独执行,并由其编号标识:

 DDR>test 1
 execute 1:Simple DataBus
 Result: Pass [address 0xc0000000]

可以使用测试0执行所有测试:

 DDR>test 0
 execute 0:All
 execute 1:Simple DataBus
 result 1:Simple DataBus = Passed
 
 execute 2:DataBusWalking0
 running 100 loops at 0xc0000000
 result 2:DataBusWalking0 = Passed
 
 execute 3:DataBusWalking1
 running 100 loops at 0xc0000000
 result 3:DataBusWalking1 = Passed
 ....
 check buffer.
 pattern = 00000001.
 check buffer.
 result 15:WalkingOnes = Passed
 
 Result: Pass [0/16 test failed]

Load the SPL into embedded RAM

要在DDR交互模式下执行SPL并调整DDR设置,需要将SPL加载到嵌入式RAM中:

with STM32CubeProgrammer

您可以使用CLI命令将SPL直接加载到嵌入式RAM中,以通过USB或UART进行外围设备引导。

在这种情况下,每次复位后都需要重复STM32Programmer的加载。

Warning.png 与STM32Programmer并行执行时,手动连接很困难:建议将编译标志DDR_INTERACTIVE激活为 force the interactive mode.

下一个示例使用Linux cli,但是您也可以使用具有相同参数的Windows ST32CubeProgrammer (.bat 文件)。

USB

 PC $> STM32_Programmer.sh -c port=usb1 -w spl/u-boot-spl.stm32 0x01 --start 0x01

UART

 PC $> STM32_Programmer.sh -c port=/dev/ttyS0 br=115200 -w spl/u-boot-spl.stm32 0x01 --start 0x01

with GDB

 (gdb) file u-boot-spl.elf
 (gdb) load
 (gdb) set $dtb =  __bss_end
 (gdb) restore spl/u-boot-spl.dtb binary $dtb

Warning: 默认情况下,ELF文件中不包括SPL DTB。 您需要使用GDB在正确的位置手动加载它。

Boot from SD card

您可以直接在使用的SD卡上更新SPL,并让Boot ROM代码为下一张引导形式的SD卡加载二进制文件。

在这种情况下,请连续按“ d”键激活DDR模式(不是强制性的DDR_INTERACTIVE=1 ).

Writing the SPL to SDMMC on Linux PC

请参阅 如何在SD卡上更新U-Boot 用以分区更新分区1和分区2<n> = /dev/mmcblk0p<n> or /dev/sdb<n> :

 PC $> dd if=u-boot-spl.stm32 of=<dev>1 conv=fdatasync
 PC $> dd if=u-boot-spl.stm32 of=<dev>2 conv=fdatasync

Writing SPL in SDMMC with STM32CubeProgrammer

Warning: STM32CubeProgrammer使用DDR进行U-Boot执行,因此无法在DDR设置的调试和单一(DDR)测试的执行期间使用此方法。

要从 SDCARD 引导,必须将生成的文件写入2个分区

  • 1: spl/u-boot-spl.stm32
  • 4: u-boot.img

Linux命令是:

 PC $> STM32_Programmer.sh -c port=usb1  -w FlashLayout.tsv

使用 FlashLayout.tsv 遵循 STM32CubeProgrammer_flashlayout 格式,例如:

#Option	Id	Name	Type	Device	Offset		Binary
P	0x01	fsbl1	Binary	SDMMC1	0x00004400	spl/u-boot-spl.stm32
PE	0x02	fsbl2	Binary	SDMMC1	0x00044400	none
P	0x03	ssbl	Binary	SDMMC1	0x00084400	u-boot.img.bin

您也可以使用具有相同参数的Windows程序(.bat文件)。