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\" ft2000-4/target.ref - 飞腾FT-2000四核开发板描述文档
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\"--------------------------------------------------------------------------------
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简介
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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
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个处理器核簇（Cluster），并共享L2 Cache。主要技术特征如下：
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* 兼容ARM v8 64 位指令系统，兼容32 位指令
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* 支持单精度、双精度浮点运算指令
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* 支持ASIMD 处理指令
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* L2 Cache：每个Cluster内有2MB，共4MB；FT-2000/4工业级单核版L2Cache 2MB
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* L3 Cache：分为8个Bank，共4MB
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* 集成2 个DDR4-3200控制器
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* 集成34 Lanes PCIe3.0 接口：2 个X16（每个可拆分成2 个X8），2 个X1
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* 集成2 个千兆Ethernet（RGMII 接口），支持10/100/1000Mbps 自适应
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* 集成1 个SD 卡控制器，兼容SD 2.0 规范
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* 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
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* 集成温度传感器
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* 集成128KB On Chip Memory
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\"--------------------------------------------------------------------------------
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\"--------------------------------------------------------------------------------
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VxWorks编译环境搭建
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1. 更新源码
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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)
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这些源码分两部分：BSP和库
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BSP的路径是： <WIND_HOME>\vxworks-6.9\target\config\<BSP-source>
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库的根路径是：<WIND_HOME>\vxworks-6.9\target\{src,h}\
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如果只更新BSP，可以直接用Workbench编译环境进行开发。
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如果库的源文件有任何更新，则先编译库，再用Workbench开发。
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2. 命令行编译库
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库的运行模式有两种，SMP（Symmetrical Multi-Processing）和UP（Uni-Processing），简称多核和单核。
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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。
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打开CMD命令窗口，设置开发环境：
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cd <WIND_HOME>
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wrenv.exe -p vxworks-6.9
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cd <WIND_HOME>\vxworks-6.9\target\src
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（1）编译SMP库：
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make CPU=ARMARCH7 TOOL=diab VXBUILD=SMP
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命令结束后，即完成<WIND_HOME>\vxworks-6.9\target\lib_smp\库目录下的文件更新。
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（2）编译UP库：
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make CPU=ARMARCH7 TOOL=diab
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命令结束后，即完成<WIND_HOME>\vxworks-6.9\target\lib\库目录下的文件更新。
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补充说明：
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(1)清理整个库用rclean目标，比如：
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make CPU=ARMARCH7 TOOL=diab rclean //删除整个UP库
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make CPU=ARMARCH7 TOOL=diab //重新编译整个UP库
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make CPU=ARMARCH7 TOOL=diab VXBUILD=SMP rclean //删除整个SMP库
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make CPU=ARMARCH7 TOOL=diab VXBUILD=SMP //重新编译整个SMP库
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3. 图形化编译库
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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，
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简称VSB工程。 只是VSB工程不会修改系统默认库 <WIND_HOME>\vxworks-6.9\target\lib或lib_smp，而是在VSB工程
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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。
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推荐使用图形化编译。
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\"--------------------------------------------------------------------------------
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VxWorks运行环境搭建
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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
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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
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一种即可。
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1. 通过tftp网络加载镜像
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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
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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。
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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。
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(1)对于bin格式，取基地址 0x80100000
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(2)对于ELF格式，取基地址 0x90100000
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uboot命令行里，0x前缀可以省略。
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1.1 PC端设置 TFTP 服务器
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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
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<workbench安装目录>\vxworks-6.9\host\x86-win32\bin\Tftpd32.exe
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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。
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1.2 参考板设置uboot环境变量
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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)，
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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
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uboot提示符中，输入如下命令:
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setenv ethaddr 98:0e:24:00:11:22
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setenv eth1addr 98:0e:24:00:11:23
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setenv ipaddr 192.168.3.119
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setenv serverip 192.168.3.118
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saveenv
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1.3 下载和启动操作系统镜像
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(1)bin格式镜像：
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在uboot里执行命令:
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tftpboot 0x80100000 vxWorks.bin
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bootvx32 0x80100000
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即可启动vxWorks系统
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(2)ELF格式镜像：
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在uboot里执行命令:
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tftpboot 0x90100000 vxWorks
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bootvx32 0x90100000
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即可启动vxWorks系统
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（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。）
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2. 通过文件系统加载镜像
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2.1 USB盘加载
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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:
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usb xhci start
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fatload usb 0 0x80100000 vxWorks.bin
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bootvx32 0x80100000
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2.2 FAT32硬盘加载
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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:
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fatload scsi 0:1 0x80100000 vxWorks.bin
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bootvx32 0x80100000
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2.3 EXT4硬盘加载
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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:
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ext4load scsi 0:1 0x80100000 vxWorks.bin
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bootvx32 0x80100000
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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:
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setenv ethaddr 98:0e:24:00:11:22
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setenv eth1addr 98:0e:24:00:11:23
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3. 设置板载FLASH自动启动，避免人工干预
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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。
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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：
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tftpboot 0x90100000 vxWorks 网络下载到内存
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flashe 0x600000 0xa00000
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flashw 0x90100000 0x600000 0xa00000
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cmp.b 0x600000 0x90100000 0xa00000
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cp.b 0x600000 0x90100000 0xa00000
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setenv bootcmd "cp.b 0x600000 0x90100000 0xa00000; bootvx32 0x90100000"
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saveenv
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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。
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4. CPU ID映射
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对于UP版本，只在一个核上运行操作系统，不涉及CPU ID映射。
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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。
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物理ID号取自MPIDR（Multiprocessor Affinity Register）寄存器的低24位。 cpuIndexMap[0] 必须
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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
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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。
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\"--------------------------------------------------------------------------------
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驱动描述
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1. 参考板支持的硬件接口驱动列表:
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Hardware Interface | Controller | Driver/Component | Status | Component
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---------------------------------------------------------------------------------------------
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UART:0 | PrimeCell PL011 | vxbPrimeCellSio.c | SUPPORTED | DRV_SIO_PRIMECELL
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UART:1 | PrimeCell PL011 | vxbPrimeCellSio.c | SUPPORTED | DRV_SIO_PRIMECELL
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UART:2 | PrimeCell PL011 | vxbPrimeCellSio.c | SUPPORTED | DRV_SIO_PRIMECELL
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UART:3 | PrimeCell PL011 | vxbPrimeCellSio.c | SUPPORTED | DRV_SIO_PRIMECELL
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10/100/1000Mb-ETHERNET | FT GAMC | vxbFtGmacEnd.c | SUPPORTED | DRV_VXBEND_FTGMAC
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TIMER | generic timer | vxbArmv7GenTimer.c | SUPPORTED | DRV_ARM_GEN_SYS_TIMER
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TIMER | auxiliary timer | vxbArmv7AuxTimer.c | SUPPORTED | DRV_ARM_GEN_AUX_TIMER
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PCIe | FT pcie | vxbFtPcie.c | SUPPORTED | DRV_PCIBUS_FT, INCLUDE_PCI_BUS
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USB Bus | D720201 | XHCI | SUPPORTED | INCLUDE_USB_XHCI_HCD_INIT
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USB Disk | D720201 | XHCI | SUPPORTED | INCLUDE_USB_GEN2_STORAGE_INIT
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USB Keyboard | D720201 | XHCI | SUPPORTED | INCLUDE_USB_GEN2_KEYBOARD_INIT
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USB Mouse | D720201 | XHCI | SUPPORTED | INCLUDE_USB_GEN2_MOUSE_INIT
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SATA | AHCI | vxbAhciStorage.c | SUPPORTED | INCLUDE_DRV_STORAGE_AHCI
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I2C | FT I2C | vxbFtI2c.c | SUPPORTED | DRV_FTI2C, INCLUDE_I2C_BUS
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RTC | DS1339 | vxbI2cRtc.c | SUPPORTED | DRV_I2C_RTC, INCLUDE_TIMER_RTC
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CAN | FT CAN | vxbFtCan.c | SUPPORTED | DRV_FTCAN
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SD Card | FT SD | vxbFtSdCtrl.c | SUPPORTED | INCLUDE_FT_SD
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PHY | YT8521 | vxbYt8521Phy.c | SUPPORTED | INCLUDE_YT8521PHY
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QSPI | FT QSPI | vxbFtQspi.c | SUPPORTED | DRV_FTQSPI, INCLUDE_SPI_BUS
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SP25FLASH | FT QSPI | vxbSp25SpiFlash.c | SUPPORTED | DRV_SPIFLASH_SP25
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DisplayPort | X100 | vxbM6845Vga.c & lib | SUPPORTED | INCLUDE_PC_CONSOLE
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EEPROM | AT24C32 | vxbI2cEeprom.c | SUPPORTED | DRV_I2C_EEPROM, INCLUDE_EEPROMDRV
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GPIO | FT_GPIO | vxbFtGpio.c | SUPPORTED | DRV_FTGPIO
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从飞腾官方网站 https://www.phytium.com.cn/ 可以下载编程手册
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<< FT-2000_4软件编程手册.pdf >>， 用户需下载最新版。
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2. 串口配置
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四个 PrimeCell UART 串口，默认配置为
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\ts
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Baud Rate : 115200
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Data : 8 bit
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Parity : None
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Stop : 1 bit
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Flow Control: None
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\te
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3. 网络和MAC地址
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网口是集成的 SOC GMACs 10/100/1000 MAC 和 PHY.
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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
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\ts
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`gmac0' | - Ethernet
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`gmac1' | - Ethernet
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\te
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vxWorks的ifconfig命令，不带参数时，可以查看网口信息。
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配置IP地址时，可以用如下格式:
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-> ifconfig "gmac0 192.168.100.100 up"
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4. 块设备文件系统
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块设备 SD/USB/SATA 等设备，一般需要加载文件系统。
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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:
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\cs
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#define INCLUDE_DOSFS
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#define INCLUDE_DOSFS_MAIN
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#define INCLUDE_DOSFS_CHKDSK
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#define INCLUDE_DOSFS_FMT
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#define INCLUDE_DOSFS_FAT
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#define INCLUDE_DOSFS_SHOW
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#define INCLUDE_DOSFS_DIR_VFAT
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#define INCLUDE_DOSFS_DIR_FIXED
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#define INCLUDE_FS_MONITOR
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#define INCLUDE_FS_EVENT_UTIL
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#define INCLUDE_ERF
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#define INCLUDE_XBD
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#define INCLUDE_XBD_BLKDEV
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#define INCLUDE_XBD_TRANS
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#define INCLUDE_DEVICE_MANAGER
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#define INCLUDE_XBD_BLK_DEV
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#define INCLUDE_XBD_PART_LIB
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#define INCLUDE_DISK_UTIL
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\ce
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格式化命令:
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\cs
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dosFsVolFormat ("NameOfTheBlockDevice", 0x20, 0); /@ FAT32 format @/
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或者
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dosFsVolFormat ("NameOfTheBlockDevice", 0x10, 0); /@ FAT16 format @/
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\ce
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格式化后，可以用文件系统的相关命令，比如
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\cs
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copy ("vxWorks", "NameOfTheBlockDevice/vxWorks");
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pwd
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cd("/ata0:2")
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ls
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ll
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dosFsShow("NameOfTheBlockDevice", level)
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\ce
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devs 命令可以查看vxWorks系统添加的设备列表。比如:
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/tyCo/0
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host:
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/ata0:1
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/bd0
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5. CPU 个数
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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。
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可以在Workbench组件窗口中，修改此宏的值，选择启动的核数。
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6. I2C驱动组件配置及使用方法
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基本组件配置：
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\cs
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#define DRV_FTI2C
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#define INCLUDE_I2C_BUS
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\ce
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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：
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\cs
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/@ hwconf.c @/
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...
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struct hcfResource i2cDev0Resources[] = {
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...
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{ "busSpeed", HCF_RES_INT, {(void *)400000}},
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{ "polling", HCF_RES_INT, {(void *)TRUE}},
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...
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};
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...
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\ce
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如果访问I2C的RTC设备，比如DS1339器件，则添加组件
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\cs
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#define INCLUDE_TIMER_RTC
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#define DRV_I2C_RTC
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\ce
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并且在hwconf.c的I2C设备列表中添加DS1339设备：
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\cs
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/@ hwconf.c @/
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|
...
|
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LOCAL struct i2cDevInputs i2cDev1Input[] = {
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/* Name */ /* Addr (7-bit) */ /* flag */
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...
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#ifdef DRV_I2C_RTC
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{ "rtc_ds1339", (0xD0>>1), 0 },
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#endif
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|
...
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|
};
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|
...
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\ce
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访问RTC设备的用户接口主要有：
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STATUS vxbRtcGet (struct tm * rtcTime); /*读取RTC时间。*/
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STATUS vxbRtcSet (struct tm * rtcTime); /*设置RTC时间。*/
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（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）。
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如果访问I2C的EEPROM设备，比如at24c32器件，则添加组件
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\cs
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# define DRV_I2C_EEPROM
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# define INCLUDE_EEPROMDRV
|
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\ce
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并且在hwconf.c的I2C设备列表中添加at24c32设备：
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\cs
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/@ hwconf.c @/
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|
...
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LOCAL struct i2cDevInputs i2cDev1Input[] = {
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/* Name */ /* Addr (7-bit) */ /* flag */
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|
...
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#ifdef DRV_I2C_EEPROM
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{ "eeprom_at24c32", (0x57), I2C_WORDADDR },
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#endif
|
|
...
|
|
};
|
|
...
|
|
\ce
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这样就在文件系统里添加了一个eeprom设备，
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可以通过devs命令查看到eeprom设备：
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\cs
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-> devs
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drv name
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...
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7 /eeprom/0
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...
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\ce
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可以通过标准的文件系统接口open,read,write,close等操作来访问EERROM。
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7. CAN组件配置
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基本组件配置：
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\cs
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#define DRV_FTCAN
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\ce
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设置波特率的函数接口为:ftCanSetBitrate()，可以运行时修改波特率。
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发包函数接口为ftCanSend()，在参数中设置帧格式的各类参数。
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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。
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8. SD卡组件配置
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基本组件配置：
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\cs
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#define INCLUDE_FT_SD
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#define RV_SDSTORAGE_CARD
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\ce
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仅支持FAT32文件系统 ，devs命令显示的默认设备名称 /sd0:0
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9. QSPI组件配置及使用方法
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基本组件配置：
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\cs
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#define DRV_FTQSPI
|
|
#define INCLUDE_SPI_BUS
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|
\ce
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|
如果访问QSPI的FLASH设备，比如sp25系列器件，则添加组件
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\cs
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|
#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 */
|
|
...
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|
#ifdef DRV_SPIFLASH_SP25
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|
{ SPI_FLASH_DEVICE_NAME, 0, 8, 30000000, 1},
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|
#endif
|
|
...
|
|
};
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|
...
|
|
\ce
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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
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10. TFFS组件配置及使用方法
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若要支持TFFS文件系统，需要包含TFFS及dosFs文件系统组件。
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dosFs文件系统相关组件参考上面的“4.块设备文件系统”一节；
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TFFS文件系统相关组件如下：
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\cs
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#define INCLUDE_TFFS
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#define INCLUDE_TFFS_MOUNT
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#define INCLUDE_TFFS_SHOW
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#define INCLUDE_TFFS_STUB_VXBFLASH
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\ce
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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：
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在shell里执行：
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-> sysTffsFormat 0 对FLASH格式化
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-> usrTffsConfig 0,0,"/tffs0" 创建设备
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-> devs 显示设备/tffs0
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-> dosFsVolFormat("/tffs0",0,0) 分区格式化为DOS
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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：
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-> usrTffsConfig 0,0,"/tffs0"
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使用方法举例：
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-> cd "/tffs0"
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-> fd=open("test.txt",0x202,0777)
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-> write(fd, "hello world\r\n",13)
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-> close (fd)
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-> copy "test.txt"
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11. PC CONSOLE组件配置
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基本组件配置：
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|
\cs
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#define INCLUDE_PC_CONSOLE
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#define INCLUDE_USB_GEN2_KEYBOARD_INIT
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#define INCLUDE_USB_GEN2_KEYBOARD_SHELL_ATTACH
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\ce
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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
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输入设备，挂载到vxWorks系统的shell任务上。
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12. GPIO组件配置及使用方法
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基本组件配置：
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#define DRV_FTGPIO
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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：
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/@ hwconf.c @/
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...
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/*This table is used to set the default pin mode of portA*/
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/* 0:GPIO_MODE_NOT_USED 1:GPIO_MODE_IN
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2:GPIO_MODE_OUT 3:GPIO_MODE_INT*/
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LOCAL UINT8 gpio0PortAModeTable[] = {
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/*portA-pinX: 0 1 2 3 4 5 6 7 */
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3, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 0
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};
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...
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参考资源
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\tb ARM Architecture Reference Manual
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\tb Wind River Workbench User's Guide
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\tb VxWorks Kernel Programmer's Guide
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\tb VxWorks Architecture Supplement
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\tb FT-2000_4软件编程手册.pdf
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已知问题列表
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1. CAN ID过滤帧问题
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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
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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。
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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。
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2. Workbench WDB调试连接SMP内核问题
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现象：调试连接失败
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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
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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，
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这会导致检查失败，WDB报错退出。（UP版本映像文件无此问题）
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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。
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具体选项为： Target Server Options >> Kernel image >> Bypass checksum comparison 打上勾选中。
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3. Workbench WDB连接IP地址问题
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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。
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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。
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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。
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4. SATA硬盘驱动vxbAhciStorage.c 文件版本问题
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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
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版本的<WIND_HOME>\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
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在vxbAhciInstInit2()函数的最后，添加以下几行代码：
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LOCAL void vxbAhciInstInit2
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(
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VXB_DEVICE_ID pDev
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)
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{
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... 省略 ...
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if (pDev->busID != VXB_BUSID_PCI)
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pAhciDrvCtrl->regHandle = (void *)AHCI_REG_HANDLE_SWAP((ULONG)pAhciDrvCtrl->regHandle);
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/*----------------------------- 新加以下几行 ----------------------------------------*/
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/* reset AHCI controller. Here we must reset AHCI as soon as early when using PCI legacy interrupt!
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* Because both Net Card and SATA Card use int-pin 1, with the same int line 83 for FT1500 board.
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* When Net Card init, there are too many SATA interrupts to boot board if the AHCI not reset here.
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*/
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(void) CTRL_REG_READ(pAhciDrvCtrl, AHCI_GHC);
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CTRL_REG_WRITE(pAhciDrvCtrl, AHCI_GHC, AHCI_GHC_HR);
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/*------------------------------------------------------------------------------------*/
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}
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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。
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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。
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