\" ft2000-4/target.ref - 飞腾FT-2000四核开发板描述文档 \"-------------------------------------------------------------------------------- 简介 FT-2000/4 是一款面向桌面应用的高性能通用4 核处理器。每2 个核构成1 个处理器核簇（Cluster），并共享L2 Cache。主要技术特征如下： * 兼容ARM v8 64 位指令系统，兼容32 位指令 * 支持单精度、双精度浮点运算指令 * 支持ASIMD 处理指令 * L2 Cache：每个Cluster内有2MB，共4MB；FT-2000/4工业级单核版L2Cache 2MB * L3 Cache：分为8个Bank，共4MB * 集成2 个DDR4-3200控制器 * 集成34 Lanes PCIe3.0 接口：2 个X16（每个可拆分成2 个X8），2 个X1 * 集成2 个千兆Ethernet（RGMII 接口），支持10/100/1000Mbps 自适应 * 集成1 个SD 卡控制器，兼容SD 2.0 规范 * 集成4 个UART，32 个GPIO，4 个I2C，1 个QSPI，2 个通用SPI，3 个CAN，2 个WDT，16 个外部中断 * 集成温度传感器 * 集成128KB On Chip Memory \"-------------------------------------------------------------------------------- \"-------------------------------------------------------------------------------- VxWorks编译环境搭建 1. 更新源码 把本项目的源码按对应位置复制、替换到VxWorks6.9开发环境。(WIND_HOME代表安装根目录) 这些源码分两部分：BSP和库 BSP的路径是： \vxworks-6.9\target\config\ 库的根路径是：\vxworks-6.9\target\{src,h}\ 如果只更新BSP，可以直接用Workbench编译环境进行开发。 如果库的源文件有任何更新，则先编译库，再用Workbench开发。 2. 命令行编译库 库的运行模式有两种，SMP（Symmetrical Multi-Processing）和UP（Uni-Processing），简称多核和单核。 开发者首先确定用多核，还是单核模式，再做具体的步骤，选择其中的一种模式进行编译。 打开CMD命令窗口，设置开发环境： cd wrenv.exe -p vxworks-6.9 cd \vxworks-6.9\target\src （1）编译SMP库： make CPU=ARMARCH7 TOOL=diab VXBUILD=SMP 命令结束后，即完成\vxworks-6.9\target\lib_smp\库目录下的文件更新。 （2）编译UP库： make CPU=ARMARCH7 TOOL=diab 命令结束后，即完成\vxworks-6.9\target\lib\库目录下的文件更新。 补充说明： (1)清理整个库用rclean目标，比如： make CPU=ARMARCH7 TOOL=diab rclean //删除整个UP库 make CPU=ARMARCH7 TOOL=diab //重新编译整个UP库 make CPU=ARMARCH7 TOOL=diab VXBUILD=SMP rclean //删除整个SMP库 make CPU=ARMARCH7 TOOL=diab VXBUILD=SMP //重新编译整个SMP库 3. 图形化编译库 以上命令行编译库的方法，可以用Workbench工具的VxWorks Source Build(Kernel Library) Project菜单命令完全替代， 简称VSB工程。 只是VSB工程不会修改系统默认库 \vxworks-6.9\target\lib或lib_smp，而是在VSB工程 目录下保存新的库文件。新建VxWorks Image Project（简称VIP工程）时，要基于此VSB。 推荐使用图形化编译。 \"-------------------------------------------------------------------------------- VxWorks运行环境搭建 参考板使用uboot启动vxWorks操作系统。用bin格式的镜像，即默认文件名为vxWorks.bin 启动操作系统镜像的方法不止一种，有网络、USB盘、SATA硬盘等方式加载，用户选择方便的 一种即可。 1. 通过tftp网络加载镜像 Workbench集成开发环境编译后，默认生成 vxWorks 镜像文件，是ELF格式的。可以进一步指定 生成vxWorks.bin文件镜像，这里称作bin格式。 一般地，这两种格式，uboot都是可以加载运行的。 加载的过程和方法都是一样的，区别仅仅是内存基地址不同。 (1)对于bin格式，取基地址 0x80100000 (2)对于ELF格式，取基地址 0x90100000 uboot命令行里，0x前缀可以省略。 1.1 PC端设置 TFTP 服务器 PC机和参考板通过网口相连。在PC机上启动TFTP服务器，以windows系统为例，直接双击 \vxworks-6.9\host\x86-win32\bin\Tftpd32.exe 只需要设置 Current Directory 指向vxWorks.bin(或vxWorks)文件所在的路径即可，无其他设置。 1.2 参考板设置uboot环境变量 参考板和PC机通过TTL电平的3线UART串口连接。在PC机上打开终端软件(比如超级终端、TeraTerm等)， 连接此串口，波特率设置为 115200，其他无需设置。上电，在终端软件中停止uboot的自动启动，在 uboot提示符中，输入如下命令: setenv ethaddr 98:0e:24:00:11:22 setenv eth1addr 98:0e:24:00:11:23 setenv ipaddr 192.168.3.119 setenv serverip 192.168.3.118 saveenv 1.3 下载和启动操作系统镜像 (1)bin格式镜像： 在uboot里执行命令: tftpboot 0x80100000 vxWorks.bin bootvx32 0x80100000 即可启动vxWorks系统 (2)ELF格式镜像： 在uboot里执行命令: tftpboot 0x90100000 vxWorks bootvx32 0x90100000 即可启动vxWorks系统 （以下命令相同，仅以bin格式为例。用ELF格式时，只需要替换基地址和文件名即可，其他部分相同。） 2. 通过文件系统加载镜像 2.1 USB盘加载 把vxWorks.bin文件提前拷贝到FAT32格式的USB盘中，再把此盘插入参考板的USB口，上电，执行uboot命令: usb xhci start fatload usb 0 0x80100000 vxWorks.bin bootvx32 0x80100000 2.2 FAT32硬盘加载 把vxWorks.bin文件提前拷贝到FAT32格式的硬盘中，再把此盘插入参考板的SATA口，上电，执行uboot命令: fatload scsi 0:1 0x80100000 vxWorks.bin bootvx32 0x80100000 2.3 EXT4硬盘加载 把vxWorks.bin文件提前拷贝到ext4格式的硬盘中，再把此盘插入参考板的SATA口，上电，执行uboot命令: ext4load scsi 0:1 0x80100000 vxWorks.bin bootvx32 0x80100000 文件系统加载后，在vxWorks运行时，如果gmac网络不通，则仍然需要在uboot阶段提前设置一个有效合理的MAC地址: setenv ethaddr 98:0e:24:00:11:22 setenv eth1addr 98:0e:24:00:11:23 3. 设置板载FLASH自动启动，避免人工干预 此项设置是把vxworks镜像保存到和UBOOT相同的NOR FLASH芯片里。此芯片一般32MB。目前uboot里的flash读写命令，最大支持16MB。 评估uboot固件一般4MB左右。以下命令例子，把前6MB给uboot，从6MB到16MB的空间给VxWorks镜像用。VxWorks是ELF格式的文件。操作命令如下： tftpboot 0x90100000 vxWorks 网络下载到内存 flashe 0x600000 0xa00000 flashw 0x90100000 0x600000 0xa00000 cmp.b 0x600000 0x90100000 0xa00000 cp.b 0x600000 0x90100000 0xa00000 setenv bootcmd "cp.b 0x600000 0x90100000 0xa00000; bootvx32 0x90100000" saveenv 然后就可以下电、上电启动，自动引导系统。如果用vxWorks.bin文件，则把0x90100000改成0x80100000即可。 4. CPU ID映射 对于UP版本，只在一个核上运行操作系统，不涉及CPU ID映射。 只有SMP版本时，才需要映射。在sysLib.c里，使用数组cpuIndexMap[]进行物理ID号和逻辑ID号的转换。 物理ID号取自MPIDR（Multiprocessor Affinity Register）寄存器的低24位。 cpuIndexMap[0] 必须 为操作系统启动核（主核）的MPIDR，各个从核的物理ID依次填入cpuIndexMap[]数组后续项。该数组索引 就是逻辑ID。上层函数usrSmpInit唤醒每个逻辑核，就对应cpuIndexMap[]数组所配的每个实际物理核。 \"-------------------------------------------------------------------------------- 驱动描述 1. 参考板支持的硬件接口驱动列表: Hardware Interface | Controller | Driver/Component | Status | Component --------------------------------------------------------------------------------------------- UART:0 | PrimeCell PL011 | vxbPrimeCellSio.c | SUPPORTED | DRV_SIO_PRIMECELL UART:1 | PrimeCell PL011 | vxbPrimeCellSio.c | SUPPORTED | DRV_SIO_PRIMECELL UART:2 | PrimeCell PL011 | vxbPrimeCellSio.c | SUPPORTED | DRV_SIO_PRIMECELL UART:3 | PrimeCell PL011 | vxbPrimeCellSio.c | SUPPORTED | DRV_SIO_PRIMECELL 10/100/1000Mb-ETHERNET | FT GAMC | vxbFtGmacEnd.c | SUPPORTED | DRV_VXBEND_FTGMAC TIMER | generic timer | vxbArmv7GenTimer.c | SUPPORTED | DRV_ARM_GEN_SYS_TIMER TIMER | auxiliary timer | vxbArmv7AuxTimer.c | SUPPORTED | DRV_ARM_GEN_AUX_TIMER PCIe | FT pcie | vxbFtPcie.c | SUPPORTED | DRV_PCIBUS_FT, INCLUDE_PCI_BUS USB Bus | D720201 | XHCI | SUPPORTED | INCLUDE_USB_XHCI_HCD_INIT USB Disk | D720201 | XHCI | SUPPORTED | INCLUDE_USB_GEN2_STORAGE_INIT USB Keyboard | D720201 | XHCI | SUPPORTED | INCLUDE_USB_GEN2_KEYBOARD_INIT USB Mouse | D720201 | XHCI | SUPPORTED | INCLUDE_USB_GEN2_MOUSE_INIT SATA | AHCI | vxbAhciStorage.c | SUPPORTED | INCLUDE_DRV_STORAGE_AHCI I2C | FT I2C | vxbFtI2c.c | SUPPORTED | DRV_FTI2C, INCLUDE_I2C_BUS RTC | DS1339 | vxbI2cRtc.c | SUPPORTED | DRV_I2C_RTC, INCLUDE_TIMER_RTC CAN | FT CAN | vxbFtCan.c | SUPPORTED | DRV_FTCAN SD Card | FT SD | vxbFtSdCtrl.c | SUPPORTED | INCLUDE_FT_SD PHY | YT8521 | vxbYt8521Phy.c | SUPPORTED | INCLUDE_YT8521PHY QSPI | FT QSPI | vxbFtQspi.c | SUPPORTED | DRV_FTQSPI, INCLUDE_SPI_BUS SP25FLASH | FT QSPI | vxbSp25SpiFlash.c | SUPPORTED | DRV_SPIFLASH_SP25 DisplayPort | X100 | vxbM6845Vga.c & lib | SUPPORTED | INCLUDE_PC_CONSOLE EEPROM | AT24C32 | vxbI2cEeprom.c | SUPPORTED | DRV_I2C_EEPROM, INCLUDE_EEPROMDRV GPIO | FT_GPIO | vxbFtGpio.c | SUPPORTED | DRV_FTGPIO 从飞腾官方网站 https://www.phytium.com.cn/ 可以下载编程手册 << FT-2000_4软件编程手册.pdf >>， 用户需下载最新版。 2. 串口配置 四个 PrimeCell UART 串口，默认配置为 \ts Baud Rate : 115200 Data : 8 bit Parity : None Stop : 1 bit Flow Control: None \te 3. 网络和MAC地址 网口是集成的 SOC GMACs 10/100/1000 MAC 和 PHY. MAC地址格式: 98:0e:24:xx:xx:xx. 其中前三个字节 98:0e:24 代表飞腾公司 \ts `gmac0' | - Ethernet `gmac1' | - Ethernet \te vxWorks的ifconfig命令，不带参数时，可以查看网口信息。 配置IP地址时，可以用如下格式: -> ifconfig "gmac0 192.168.100.100 up" 4. 块设备文件系统 块设备 SD/USB/SATA 等设备，一般需要加载文件系统。 VxWorks 支持两种文件系统 dosFs 和 HRFS. 配置dosFs时，可能需要以下常用组件: \cs #define INCLUDE_DOSFS #define INCLUDE_DOSFS_MAIN #define INCLUDE_DOSFS_CHKDSK #define INCLUDE_DOSFS_FMT #define INCLUDE_DOSFS_FAT #define INCLUDE_DOSFS_SHOW #define INCLUDE_DOSFS_DIR_VFAT #define INCLUDE_DOSFS_DIR_FIXED #define INCLUDE_FS_MONITOR #define INCLUDE_FS_EVENT_UTIL #define INCLUDE_ERF #define INCLUDE_XBD #define INCLUDE_XBD_BLKDEV #define INCLUDE_XBD_TRANS #define INCLUDE_DEVICE_MANAGER #define INCLUDE_XBD_BLK_DEV #define INCLUDE_XBD_PART_LIB #define INCLUDE_DISK_UTIL \ce 格式化命令: \cs dosFsVolFormat ("NameOfTheBlockDevice", 0x20, 0); /@ FAT32 format @/ 或者 dosFsVolFormat ("NameOfTheBlockDevice", 0x10, 0); /@ FAT16 format @/ \ce 格式化后，可以用文件系统的相关命令，比如 \cs copy ("vxWorks", "NameOfTheBlockDevice/vxWorks"); pwd cd("/ata0:2") ls ll dosFsShow("NameOfTheBlockDevice", level) \ce devs 命令可以查看vxWorks系统添加的设备列表。比如: /tyCo/0 host: /ata0:1 /bd0 5. CPU 个数 宏 VX_SMP_NUM_CPUS 的值是SMP启动的核的个数。默认取最大值4，即所有核都启动。 可以在Workbench组件窗口中，修改此宏的值，选择启动的核数。 6. I2C驱动组件配置及使用方法 基本组件配置： \cs #define DRV_FTI2C #define INCLUDE_I2C_BUS \ce 可以在hwconf.c中配置I2C控制器的总线速率以及中断模式。例如，将I2C控制器0配置为总线速率为400kHz的轮询模式： \cs /@ hwconf.c @/ ... struct hcfResource i2cDev0Resources[] = { ... { "busSpeed", HCF_RES_INT, {(void *)400000}}, { "polling", HCF_RES_INT, {(void *)TRUE}}, ... }; ... \ce 如果访问I2C的RTC设备，比如DS1339器件，则添加组件 \cs #define INCLUDE_TIMER_RTC #define DRV_I2C_RTC \ce 并且在hwconf.c的I2C设备列表中添加DS1339设备： \cs /@ hwconf.c @/ ... LOCAL struct i2cDevInputs i2cDev1Input[] = { /* Name */ /* Addr (7-bit) */ /* flag */ ... #ifdef DRV_I2C_RTC { "rtc_ds1339", (0xD0>>1), 0 }, #endif ... }; ... \ce 访问RTC设备的用户接口主要有： STATUS vxbRtcGet (struct tm * rtcTime); /*读取RTC时间。*/ STATUS vxbRtcSet (struct tm * rtcTime); /*设置RTC时间。*/ （系统中如果存在多个RTC设备，软件会自动选用最合适的一个）。 如果访问I2C的EEPROM设备，比如at24c32器件，则添加组件 \cs # define DRV_I2C_EEPROM # define INCLUDE_EEPROMDRV \ce 并且在hwconf.c的I2C设备列表中添加at24c32设备： \cs /@ hwconf.c @/ ... LOCAL struct i2cDevInputs i2cDev1Input[] = { /* Name */ /* Addr (7-bit) */ /* flag */ ... #ifdef DRV_I2C_EEPROM { "eeprom_at24c32", (0x57), I2C_WORDADDR }, #endif ... }; ... \ce 这样就在文件系统里添加了一个eeprom设备， 可以通过devs命令查看到eeprom设备： \cs -> devs drv name ... 7 /eeprom/0 ... \ce 可以通过标准的文件系统接口open,read,write,close等操作来访问EERROM。 7. CAN组件配置 基本组件配置： \cs #define DRV_FTCAN \ce 设置波特率的函数接口为:ftCanSetBitrate()，可以运行时修改波特率。 发包函数接口为ftCanSend()，在参数中设置帧格式的各类参数。 收包是被动且异步的，通过ftCanRecvCallback()挂接回调函数实现。如果不设置，则默认打印shell显示接收信息。 8. SD卡组件配置 基本组件配置： \cs #define INCLUDE_FT_SD #define RV_SDSTORAGE_CARD \ce 仅支持FAT32文件系统 ，devs命令显示的默认设备名称 /sd0:0 9. QSPI组件配置及使用方法 基本组件配置： \cs #define DRV_FTQSPI #define INCLUDE_SPI_BUS \ce 如果访问QSPI的FLASH设备，比如sp25系列器件，则添加组件 \cs #define DRV_SPIFLASH_SP25 \ce 并且在hwconf.c的SPI设备列表中添加sp25器件： \cs /@ hwconf.c @/ ... LOCAL struct vxbSpiDevInfo spiDevTbl[] = { /* name cs width freq mode */ ... #ifdef DRV_SPIFLASH_SP25 { SPI_FLASH_DEVICE_NAME, 0, 8, 30000000, 1}, #endif ... }; ... \ce 可以通过TFFS文件系统访问SPIFLASH，具体操作参考下面的"10. TFFS组件配置及使用方法"一节 10. TFFS组件配置及使用方法 若要支持TFFS文件系统，需要包含TFFS及dosFs文件系统组件。 dosFs文件系统相关组件参考上面的“4.块设备文件系统”一节； TFFS文件系统相关组件如下： \cs #define INCLUDE_TFFS #define INCLUDE_TFFS_MOUNT #define INCLUDE_TFFS_SHOW #define INCLUDE_TFFS_STUB_VXBFLASH \ce 第一次使用TFFS文件系统时，需要格式化FLASH，并且格式化DOS分区： 在shell里执行： -> sysTffsFormat 0 对FLASH格式化 -> usrTffsConfig 0,0,"/tffs0" 创建设备 -> devs 显示设备/tffs0 -> dosFsVolFormat("/tffs0",0,0) 分区格式化为DOS 第二次上电以后，无需格式化，只需要创建设备就可以了，在shell里执行创建设备后，就可以用了： -> usrTffsConfig 0,0,"/tffs0" 使用方法举例： -> cd "/tffs0" -> fd=open("test.txt",0x202,0777) -> write(fd, "hello world\r\n",13) -> close (fd) -> copy "test.txt" 11. PC CONSOLE组件配置 基本组件配置： \cs #define INCLUDE_PC_CONSOLE #define INCLUDE_USB_GEN2_KEYBOARD_INIT #define INCLUDE_USB_GEN2_KEYBOARD_SHELL_ATTACH \ce PC CONSOLE组件可以在显示器屏幕上显示控制台信息，这需要X100套片硬件的支持。控制台需要USB键盘作为 输入设备，挂载到vxWorks系统的shell任务上。 12. GPIO组件配置及使用方法 基本组件配置： #define DRV_FTGPIO 在hwconf.c的GPIO管脚工作模式列表中设置各个管脚的默认工作模式： /@ hwconf.c @/ ... /*This table is used to set the default pin mode of portA*/ /* 0:GPIO_MODE_NOT_USED 1:GPIO_MODE_IN 2:GPIO_MODE_OUT 3:GPIO_MODE_INT*/ LOCAL UINT8 gpio0PortAModeTable[] = { /*portA-pinX: 0 1 2 3 4 5 6 7 */ 3, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 0 }; ... \"-------------------------------------------------------------------------------- 参考资源 \tb ARM Architecture Reference Manual \tb Wind River Workbench User's Guide \tb VxWorks Kernel Programmer's Guide \tb VxWorks Architecture Supplement \tb FT-2000_4软件编程手册.pdf \"-------------------------------------------------------------------------------- 已知问题列表 1. CAN ID过滤帧问题 现象：设置ID过滤寄存器之后，一旦收到ID不匹配的帧，将会导致随后第一个ID匹配的帧 在硬件FIFO里是内容错误的，需要丢弃此帧。第二个ID匹配帧以后，就能正常接收了。 建议：不设置硬件过滤，所有帧全收，再用软件实现ID过滤功能。 2. Workbench WDB调试连接SMP内核问题 现象：调试连接失败 PC机上workbench工具在建立连接过程中，默认会检查PC机上程序映像文件，和目标板上正在运行的 文件是否一致。这通过检查文件checksum实现。由于SMP版本映像文件上电启动时，动态修改了代码段内容， 这会导致检查失败，WDB报错退出。（UP版本映像文件无此问题） 建议：为了使用WDB，可以在WDB连接选项中禁用此校验。只要用户保证PC机上WDB使用的映像文件，和目标板上正在运行的程序，是同一个文件，则不影响正常调试。 具体选项为： Target Server Options >> Kernel image >> Bypass checksum comparison 打上勾选中。 3. Workbench WDB连接IP地址问题 现象：系统启动后，用ifconfig "网口 IP地址" 命令修改了IP地址后，WDB连接失败。 建议：由于WDB组件初始化时就要获取IP地址，因此不要启动后再修改WDB用的IP地址。 在组件配置窗口里，修改 DEFAULT_BOOT_LINE 字符串里的IP地址，然后编译镜像。 4. SATA硬盘驱动vxbAhciStorage.c 文件版本问题 在vxWorks 6.9.4.x 的不同小版本之间，vxbAhciStorage.c这个文件的代码差异还是比较多的。最合理的方法是从对应 版本的\vxworks-6.9\target\src\hwif\storage\目录下取vxbAhciStorage.c这个文件放到BSP目录下，然后 在vxbAhciInstInit2()函数的最后，添加以下几行代码： LOCAL void vxbAhciInstInit2 ( VXB_DEVICE_ID pDev ) { ... 省略 ... if (pDev->busID != VXB_BUSID_PCI) pAhciDrvCtrl->regHandle = (void *)AHCI_REG_HANDLE_SWAP((ULONG)pAhciDrvCtrl->regHandle); /*----------------------------- 新加以下几行 ----------------------------------------*/ /* reset AHCI controller. Here we must reset AHCI as soon as early when using PCI legacy interrupt! * Because both Net Card and SATA Card use int-pin 1, with the same int line 83 for FT1500 board. * When Net Card init, there are too many SATA interrupts to boot board if the AHCI not reset here. */ (void) CTRL_REG_READ(pAhciDrvCtrl, AHCI_GHC); CTRL_REG_WRITE(pAhciDrvCtrl, AHCI_GHC, AHCI_GHC_HR); /*------------------------------------------------------------------------------------*/ } 由于本BSP从6.9.4.8支持，基于此版本的vxbAhciStorage.c 文件作为一个示例。如果用户版本更新，则取更新的版本作为基线。 旧版本识别SATA的速度比较慢一些，新版本更新ahciDrv()函数会加快识别速度。