基于FA526处理惩罚处罚器SoC平台的Linux利用体系实现

    小序

    智原科技的FIE8100 SoC平台是一种低功耗、便携式视频干系应用开辟SoC平台，也可用于基于FA526 CPU的SoC筹划验证。

    基于FA526的Linux软件开辟套件，开辟职员可将Linux一2．4．19软件环境在FIE8100平台上摆设实现，并完成对平台上全部IP的驱动步调摆设和对FA526的内部调试。

   FA526先容

    FA526是一颗有着广泛用途的32位RISC处理惩罚处罚器。它包括一个同步CPU内核(core)、独立的指令／数据缓存(cache)、独立的指令／数据寄存器(scratchpads)、一个写缓存(write buffer)、一个内存办理单位(memory management unit)和JTAG在线仿真(ICE)接口。CPU内核是6级流水线(pipeline)的哈佛(Harvard)布局，包括取指令(fetch)、解码(decode)、搬移(shift)、实行(execution)、数据访存(memory)、写回(write)等。为了进步团体性能，FA526 CPU还包括了一个分支运算缓存(Branch Target Buffer：BTB)，故可淘汰分支运算的开销(penalties)。

    FA526 CPU内核的指令是兼容ARM V4的布局，并利用AMBA AHB接口与外部配置举行通讯。因此，FA526 CPU有着广泛的应用范畴，分外是针对那些须要高性能和低功耗的应用。FA526 CPU内核采取完全同步要领。其基于单相时钟(single-phase clock)的布局可以很容易集成开辟体系级芯片(System on Chip：SoC)。FA526 CPU内核的方框图如图1所示。

   FIE8100 SoC平台先容

    FIE8100 SoC平台的体系架构如图2所示。它提供有多种外设接口。其内部的高性能处理惩罚处罚器内核和功耗办理结果分外得当MPEG一4和JPEG的市场需求。如今，智原的MPEG4／JPEG图Codec所支持的格局为Simple Profile Version 3．1，此中包括XviD编码和一部分的DivX编码。

    FIE8100 SoC平台包括有非常丰富的结果模块以支持多种应用。包括FA526(32Bit RISC CPU)、MPEG-4／JPEG编解码引擎、USB2．0配置控制器、USB2．0PHY(物理层)、LCD控制器、DMA控制器、TV Encoder(解码器)、Capture(视频捕获器)和AMBA总线架构。为了让用户能将本身的IP或结果模块顺利的运行在FA526上，智原科技将AHB总线从CPU的引线中拉出，并搭配种种接口和片外芯片，从而开辟制作了一个基于FIE8100 SoC的仿真平台：MediaCreative!。

   基于FA526的Linux摆设

    本开辟体系所需的主开辟硬件环境，一是兼容Intel x86的PC，二是标准16550 UART接口。而软件紧张是Linux利用体系(RedHat 7．3～8．0或更高版本)和FA526一Linux软件包。而通用平台体系所需的器件，紧张是一片MediaCreative!（含FIE8100／FWAB326AA芯片)和一片64 MB SDRAM及32 MB Flash。

    通过FA526一Linux可以将Linux-2．4．19软件环境在Faraday FA526处理惩罚处罚器和外设IP上举行摆设。

    FA526一Linux软件包通常以"arm-linux一20050429．tgz"打包文件并递交(此步调颁发于April 29，2005)表1所列是摆设Linux所需的硬盘空间大小。

    摆设FA526一Linux软件包的细致流程如下：

(1)拷贝文件arm-linux一20050429．tgz至目次／usr／src：

#cp arm-linux一20050429．tgz／usr／src

(2)解包文件"arm-linux一20050429．tgz"：

#cd／usr／src

#tar zxvf arm-linux一20050429．Tgz

(3)摆设Toolchain(GCC一2．95．3，Binutils一2．11．2，GLIBC一2．2．3)至目次／usr／local：

#cp／usr／src／arm-linux／toolchain／arm-linux-toolchain．tgz／usr／local/

#cd／usr／local

#tar zxvf arm-linux-toolchain．tgz

#rm-f arm-linux-toolchain．Tgz

    此步调将在目次／usr/local／arm解压GCC一2．95．3，Binutils一2．11．2和GLIBC一2．2．3的输出文件。

(4)添加GCC实行路径shell环境。

    可实行以下下令来添加路径：

#export PATH=$PATH：／usr／local／arm／2．95.3／bin

    在完成以上四个摆设步调后，就可以在本身的体系下解压打包文件(如arm-linux20050429．tgz)，之后，体系会主动天生一组目次。表2列出了这些源目次的定义。用户的应用步调包括在目次／usr／src／arm-linux／user／下，而客户定制的RAM-Disk则包括在目次／usr／src／arm-linux／images／下。

    FA526-Linux的构建和开辟

    在嵌入式体系里配置和构建FA526一Linux内核时，要是FA526的Linux内核子目次路径为：／usr／src／arm-linux／arm-linux一2．4．19／，那么，FA526一Linux目次的布局将和标准Linux内核一样，其版本为2．4．19。表3列出了Linux内核子目次的内容。

内核构建

    为FA526架构天生内核映像时，必须先对内核举行配置，配置文件路径为／．config。

    通常，用户大概为了一些如下的因素恳求重新配置FA526一Linux，细致要领为：

(1)定制处理惩罚处罚器和板子的结果：修改UART时钟、体系时钟等。

(2)定制硬件配置：添加或删除某些分外配置。

(3)定制内核结果：添加或删除一个内核的结果(如网络支持)。

    Linux内核配置为配置这些可选项目提供了两种常用要领：一是利用菜单表现来选择项目(#make menuconfig)；二是利用GUI表现来选择项目(#make xconfig)。

    图3则是针对FA526和CPE开辟板的FA526一Linux的menuconfig接口。

     FA526体系中的紧张选项有以下几种：

(CPE)ARM system type，默认值选是中CPE开辟板来支持Faraday CPE(Common Platform Environment)。

[*]Support FA526 processor，设置FA526系列处理惩罚处罚器选项来支持FA526 CPU。

(FIE8100)Platform environment从A320、FIE8100、FIE7000中选择平台设置。

(44000000) System clock，FIE8100的默认值是44 MHz。开辟职员应根据实际电路板设置来调解。

（22118400)UART clock．FIE8100的UART时钟是22．184 MHz。开辟职员可根据实际的电路板设置来设置UART时钟频率。

    须要阐发的是：第一次make Linux内核时，可打扫全部目标文件，并重新创建从属文件(dependency)。要是要修改内核的配置，则可调用"make dep"。利用步调如下：

#make clean

#make dep(FA526一Linux提供了内核脚本文件(shell-script)"mkbootp．sh"，这可以使Make内核更容易。)

#．／mkbootp．sh

    上述利用可创建名为bootplmage的终极内核映像文件(kernel image)和名为vmlinux的内核ELF文件。以下利用是修改mkbootp．sh的一个例子：

(1)利用定制的ram-disk来为分外规格的ramdisk修改"make bootpImage INITRD="。可修改"Default RAM disk size"来餍足ramdisk的大小(见图4)。可在"Block devices"配置界面里通过"make xconfig"来设置。

   创建ARMBOOT

FA526一Linux利用ARMB00T来装载利用体系。FA526的ARMBOOT利用一个名为"faraday．h"的配置文件来配置种种差别的硬件环境。此文件被放在／usr／src／arm-linux／armboot一1．1．O／faraday．h。其可修改的内容和值包括(通常不须要窜改)：

修改体系时钟。敷衍MediaCreative!平台，它的默认值是44 MHz。

修改UART时钟。敷衍MediaCreative!平台，应为22．1184 MHz。

修改Flash块号。敷衍MediaCreative!平台，Flash的块号是1。

修改好MAC和IP后，就可以通过以下下令来创建ARMBOOT：

#cd／usr／src／arm-linux／armboot-1．1．0

#make

     此时，体系会在目次里主动天生"armboot．bin"文件。以后便可根据这个指令将armboot烧人到FIE8100的Flash器件里，并编写特定镜像文件armboot．bin至Flash地点0x80400000。

    通过ARMBOOT启动FA526 Linux

    在开辟阶段的很多多少部分，开辟职员必须要做前期操持来修改或下载代码直到得到想要的结果。在如许的环境下，须要armboot来下载和运行代码的细致步调如下：

(1)在Linux主机上设置trip办事器，并设置／etc／xinetd．d／tftp。

(2)在此状态下利用Linux making shell(mkbootp．sh)编译代码，并天生Linux代码至目次／tftpboot．要运行Linux代码，需按以下步调实行：

重启FIE8100开辟板(MediaCreative!)。

选择"90) GO ARMB00T"。

确认Linux-Host和F1E8100的IP地点是正确的，（printenv)。

输入下令：tftp Ox2000000 mbootplmage，以下载代码。

通过下令"go Ox2000000"启动Linux，直至出现Linux启动信息。

    Linux的利用

    在完成以上利用后，armboot就可烧入在MediaCreative!开辟板上的Flash里。以后，要通过armboot来运行Linux利用体系以对FIE8100平台举行开辟验证，可实行以下利用：

(1)打开MediaCreative!开辟板，运行"MPEG4 Burnin"，使体系出现Linux运行选项；

(2)键入"空格"键，进入Linux利用体系。

   结束语

    以上通过智源科技的FIE8100 SOC平台的筹划利用，先容了兼容ARM V4指令集的32位RISC处理惩罚处罚器和该SoC平台的Linux利用体系，它具有低功耗、便携带的长处、开辟职员可将Linux--2.4.19软件在FIE8100的平台上摆设实现，并举行二次开辟和验证。