织女星开发板启动模式修改——从ARM M4核启动

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  • #1244
    chao wang
    whik
    参与者

    织女星开发板启动模式修改——从ARM M4核启动

    前言

    刚开始玩织女星开发板的时候,想先从熟悉的ARM核入手,连上Jlink,打开MDK版本的Demo程序,编译OK,却检测不到芯片,仔细看了一下文档,原来RV32M1芯片默认从RISC-V核启动,如果想要调试下载ARM核程序,需要切换为ARM核启动,然后按照文档操作步骤,完成了启动模式的修改,现在分享给大家。

    RV32M1芯片内核简介

    织女星开发板主控芯片RV32M1,片上集成了四个核。

    两个RISC-V内核:

    • RISC-V RI5CY Core
    • RISC-V ZERO_RISCY Core

    两个ARM内核:

    • ARM Cortex-M4F Core(CM4)
    • ARM Cortex-M0+ Core(CM0+)

    两个ARM核共用一个JTAG调试口,两个RISC-V核共用一个JTAG调试口,每个核都可以运行在48MHz频率,但在高速模式(HSRUN)时,可达72MHz,如果要查看系统当前的运行频率,可以在主程序中使用如下函数来获取系统时钟频率:

    uint32_t SysClk;
    SystemCoreClockUpdate();  
    SysClk = SystemCoreClock; 
    PRINTF("系统时钟: %d \r\n", SysClk);

    4个核被分为两个子系统,大核CM4F/RI5CY和小核CM0+/ZERO-RISCY,片上集成1.25 MB Flash 、384 KB SRAM,其中1 MB的Flash被大核所使用,起始地址0x00000000,另外的256 KB Flash被小核所使用,起始地址0x01000000。

    Flash地址示意

    为了支持多核运行模式,RV32M1片上集成了多核管理系统(Multi_Core Unit),包括消息传递单元(Messaging Unit)、信号量2(SEMA42)、系统控制模块 (MSCM)、 扩展资源控制器 (XRDC)等模块,用于多核间的通信和控制。

    内部整体框图

    关于RV32M1多核开发的详细介绍,可以参考官方文档:DevelopMulticoreApplicationonRV32M1.pdf

    启动模式的配置

    通过配置RV32M1片上的FOPT寄存器(Flash Option Register),可以支持上电时从不同的核来启动,默认从RISC-V RI5CY内核启动,如果要进行ARM核开发,如M4开发,则必须切换为从ARM核启动,否则当使用调试器进行程序下载时,根本不能识别到ARM芯片,这一点要特别注意。关于FOPT寄存器各位的描述,可以查看RV32M1参考手册P450,为了便于切换启动模式,官方已经为我们写好了配置文件,直接通过openocdtelnet软件就可以完成对FOPT寄存器的配置。

    安装openocd调试软件

    • 解压Toolchain_Windows.zip中的openocd.zip,解压路径可任意,建议解压到Eclipse安装目录下的[DISK:]\eclipse\GNU MCU Eclipse\openocd\bin
    • 为了能在cmd命令端直接使用openocd命令,我们需要在环境变量PATH中添加一条,值为openocd下bin文件夹的路径,我的是在:F:\VEGA_Board\IDE\eclipse\GNU MCU Eclipse\openocd\bin
    • 测试是否安装成功。在cmd命令窗口输入openocd回车,弹出如下命令,说明安装成功。
      C:\Users\LAPTOP>openocd
      Open On-Chip Debugger 0.10.0+dev-00433-g849f49ca (2019-01-04-07:48)
      Licensed under GNU GPL v2
      For bug reports, read
              http://openocd.org/doc/doxygen/bugs.html

    安装 telnet 客户端应用

    Windows系统可以通过如下命令安装使用:

    • cmd命令窗口输入如下命令来安装telnet:
      pkgmgr /iu:"TelnetClient"
    • 测试是否安装成功。cmd命令窗口输入telnet命令,弹出如下窗口,说明安装成功。
      欢迎使用 Microsoft Telnet Client
      Escape 字符为 'CTRL+]'
      Microsoft Telnet>
    • 输入help查看帮助信息:
      Microsoft Telnet> help
      
      命令可能是缩写。支持的命令为:
      
      c    - close                    关闭当前连接
      d    - display                  显示操作参数
      o    - open hostname [port]     连接到主机(默认端口 23)。
      q    - quit                     退出 telnet
      set  - set                      设置选项(键入 'set ?' 获得列表)
      sen  - send                     将字符串发送到服务器
      st   - status                   打印状态信息
      u    - unset                    解除设置选项(键入 'set ?' 获得列表)
      ?/h  - help                     打印帮助信息

     

    升级Jlink固件

    修改启动模式,只能通过RISC-V内核来修改启动模式,即通过RISC-V JTAG调试口,

    • 升级当前Jlink驱动程序为支持RISC-V调试的驱动程序,即设备管理器里为

    • 确保openocd已经添加到环境变量
    • 打开SDK目录下的\rv32m1_sdk_riscv\boards\rv32m1_vega目录

    • 在当前窗口打开cmd命令窗口,在路径栏输入cmd即可在当前路径下打开cmd命令窗口

    • 在打开的命令窗口输入openocd -f rv32m1_ri5cy.cfg,弹出如下窗口说明连接成功。

    • 按Win+R快捷键,输入cmd,再打开一个cmd命令窗口,输入telnet localhost 4444命令
      C:\Users\LAPTOP>telnet localhost 4444
      正在连接localhost....

    弹出telnet窗口,输入cm4_boot,选择从CM4核启动

    	Open On-Chip Debugger
    	>cm4_boot

    先按住板子上的复位按键SW1,然后按回车执行命令。

    	>cm4_boot
    	>

    稍等1秒钟,成功执行。然后重新上电,此时就是从ARM CM4核启动的。

    如果想直接使用板载调试器来调试ARM核,Jlink驱动程序需要恢复为原来的J-link driver,操作步骤可以参考:织女星开发板调试器升级为jlink固件,打开ARM SDK目录下的点灯程序,目录为:rv32m1_sdk_arm\boards\rv32m1_vega\driver_examples\gpio\led_output\cm4\mdk,编译,下载,调试,均正常。

    使用批处理文件来简化操作

    为了更方便的来修改启动模式,可以把上述的两条命令写成批处理文件:

    • 在rv32m1_ri5cy.cfg所在的路径,新建一个1_openocd.txt文件,以记事本方式打开,输入命令openocd -f rv32m1_ri5cy.cfg,文件扩展名修改为bat,即成为批处理文件。
    • 在rv32m1_ri5cy.cfg所在的路径,新建一个2_telnet.txt文件,输入命令telnet localhost 4444,修改扩展名为abt
    • 在以后需要更改启动配置时,只需要双击1openocd.bat文件,然后双击2telnet.bat文件,然后输入对应的启动命令。如ri5cy_bootcm4_bootzero_bootcm0_boot,然后重新上电,芯片就会从配置的核启动。

     

    一些奇怪的事情

    • 当配置为从ARM CM4核启动时,上电之后,执行程序会延时几秒钟。
    • 配置成CM0启动时,能检测到芯片,但是程序下载不进去,不知道这是为什么。

    而配置成RI5CY和ZERO_RISCY核启动时,下载调试均正常。

    参考资料

    #1870
    闫 江毓
    yabjy1371
    参与者

    您用的是哪个开发环境,我用的keil,编译没有问题,但是调试器连不上,也无法下载。调试器用的Jlink -edu。把板载调试器刷了jlink固件,keil报错。刷回默认固件,使用jlink-edu,keil能识别,但下载调试就报错

    <audio style=”display: none;” controls=”controls”></audio>

    #1871
    Howard
    Howard
    参与者

    @whik 默认脚本配置从arm M4启动时,配置的是从ROM启动然后进入boot loader模式,(参考RV32M1RM文档的第749页的BOOT_SRC位),所以感觉启动比较慢。你可以修改_ri5cy.cfg,改BOOT_SRC位为从internal flash启动。

    @yabjy1371 织女星开发板默认的板子调试器是CMSIS-DAP,在arm core下可以直接用来调试 arm core。如果板子做过修改板载调试器升级调试RISC-V core,则板载调试器变为JLINK,这时如果要调试arm core,要把飞线断开,同时调冒要连接上。

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