全球快報(bào):【視頻版】基于飛騰芯片的設(shè)計(jì)與調(diào)試入門(mén)指導(dǎo)

飛騰愛(ài)好者技術(shù)交流群碼公眾號(hào)“烏拉大喵喵”

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一、啥是自主可控

國(guó)產(chǎn)CPU現(xiàn)在廠家細(xì)算起來(lái)其實(shí)有很多，現(xiàn)在華為、小米也在做自己的CPU，瑞芯微、全志等的SoC現(xiàn)在也是廣泛應(yīng)用。但是真正能叫做自主可控的CPU廠商，只有6家。那啥是自主可控？首先來(lái)不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹v下現(xiàn)在數(shù)字芯片是怎么做的設(shè)計(jì)。FPGA大家都知道，可以通過(guò)Verilog或者VHDL等硬件編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)硬件功能。比如，我要實(shí)現(xiàn)一個(gè)SPI控制8個(gè)LED燈的功能，可能從市面上找這種功能的芯片是沒(méi)有的，那么我就可以自己指定控制LED的指令，通過(guò)使用FPGA自己編成，解析SPI傳下來(lái)的指令，控制LED的亮滅。如果測(cè)試驗(yàn)證沒(méi)有問(wèn)題，那么就可以把FPGA的RTL拿出來(lái)，經(jīng)過(guò)處理拿去流片，流片完成給芯片起個(gè)名字，比如YKS2D8001，這就成為了市面上能夠?qū)崿F(xiàn)SPI接口控制8個(gè)LED的ASIC芯片了。同時(shí)，咱們FPGA的實(shí)現(xiàn)代碼，也可以拿出來(lái)當(dāng)成一個(gè)IP，以后誰(shuí)要想使用FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的時(shí)候，就可以拿來(lái)用而不用再單獨(dú)購(gòu)買(mǎi)咱們流片完成的ASIC芯片YKS2D8001。

那么，咱們?cè)谧鰪?fù)雜功能FPGA的時(shí)候，比如xilinx的，咱們會(huì)調(diào)用xilinx提供的現(xiàn)成的IP，比如它的DDR控制器IP、PCIe IP或者更簡(jiǎn)單些的串口IP、IIC IP。這些IP咱們?cè)诔绦驅(qū)崿F(xiàn)時(shí)，是可以直接調(diào)用，根據(jù)xilinx提供的操作手冊(cè)把這個(gè)IP給用起來(lái)的，但是這個(gè)IP核的實(shí)現(xiàn)代碼，咱們是看不到的，如果咱們想改IP核內(nèi)的代碼，那肯定是沒(méi)辦法的。這就是非自主可控。自主可控，就是能夠掌握IP的所有代碼，自己想改就改。

飛騰就是國(guó)內(nèi)自主可控6家之一。也就是可以簡(jiǎn)單的理解為飛騰芯片內(nèi)的每行代碼，每一個(gè)功能實(shí)現(xiàn)，都是自己實(shí)現(xiàn)的。這里有人會(huì)說(shuō)，飛騰不是arm64的么，那是arm的呀。是的，飛騰是arm64的，但是飛騰是購(gòu)買(mǎi)的arm的指令集授權(quán)。指令集授權(quán)大家可以通俗的認(rèn)為就是購(gòu)買(mǎi)了函數(shù)名，但是函數(shù)實(shí)現(xiàn)是自己做的。所以即使是arm64，也是自主可控的。

二、基于飛騰芯片的設(shè)計(jì)

2.1 最小系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

要想讓飛騰CPU加電后跑起來(lái)，硬件設(shè)計(jì)上有幾個(gè)部分是必須有的。時(shí)鐘、供電、內(nèi)存、調(diào)試串口、QSPI Flash接口、存儲(chǔ)。下面就針對(duì)每個(gè)部分詳細(xì)說(shuō)一下。

2.1.1 時(shí)鐘

時(shí)鐘不用多說(shuō)，所有的芯片都需要時(shí)鐘。飛騰芯片需求的時(shí)鐘主要就是兩種，1是芯片的主時(shí)鐘48MHz，2就是芯片的PCIe控制器PEU的時(shí)鐘100MHz。這個(gè)100MHz時(shí)鐘要求PEU和外設(shè)同源，也就是從同一個(gè)時(shí)鐘發(fā)生器產(chǎn)生，HSCL電平標(biāo)準(zhǔn)，AC耦合。并且設(shè)計(jì)時(shí)，即使PEU不用，PCIe時(shí)鐘也是要接的。

圖 CPU總的時(shí)鐘框圖

圖 PEU0的時(shí)鐘

圖 PEU1的時(shí)鐘

2.1.2 供電和電源管理

飛騰的電源種類(lèi)并不多，需要0.8V（核電）、1.2V（VDDQ）、1.8V（IO）三種。其他電源域基本都可以直連或者通過(guò)磁珠連接到這三個(gè)電源中，這里就參考demo設(shè)計(jì)就可以了。

這里需要提示的是：

1.就近放置在芯片電源管腳下的電容為4.7uF，這里盡量不要修改。

2.CPU有一個(gè)3.3V的電源管腳，這里給供一個(gè)3.3V過(guò)來(lái)即可。

3.各個(gè)電的最大電流一定要查手冊(cè)，設(shè)計(jì)電源時(shí)一定要保證滿足。

4.各個(gè)電的紋波不能超5%。注意，這里說(shuō)的是整個(gè)運(yùn)行狀態(tài)下，就是BIOS階段、OS系統(tǒng)啟動(dòng)和運(yùn)行階段，是都不能超的。這里特別強(qiáng)調(diào)，非常重要！

說(shuō)到電源，就不得不說(shuō)電源管理。借鑒x86的電源管理狀態(tài)，飛騰CPU也有電源管理的幾個(gè)狀態(tài)。

圖 飛騰CPU電源狀態(tài)

S0就是正常工作的狀態(tài)，S3就是類(lèi)似window的睡眠，即待機(jī)狀態(tài)壓到內(nèi)存中，所以要求內(nèi)存一直帶電。S4/S5就是類(lèi)似window的休眠和關(guān)機(jī)，即待機(jī)狀態(tài)壓到硬盤(pán)，或者就是直接關(guān)機(jī)了，這個(gè)時(shí)候整板都會(huì)掉電。

那么有人問(wèn)了，S4/S5是倆狀態(tài)呀？一個(gè)是休眠系統(tǒng)狀態(tài)壓到硬盤(pán)，一個(gè)是關(guān)機(jī)，這倆放一起咋區(qū)分呢？其實(shí)不用區(qū)分，系統(tǒng)狀態(tài)壓到硬盤(pán)了，就已經(jīng)是被固定保存了，即使掉電也不會(huì)有數(shù)據(jù)丟失，這里應(yīng)該沒(méi)錯(cuò)吧。所以對(duì)于電源管理來(lái)說(shuō)，S4/S5狀態(tài)時(shí)都是要掉電的。那么S4、S5的區(qū)別，主要在下一次開(kāi)機(jī)時(shí)。如果去看系統(tǒng)下去執(zhí)行休眠和關(guān)機(jī)時(shí)的log信息，可以看出，休眠和關(guān)機(jī)系統(tǒng)處理是不同的，他們會(huì)置不同的標(biāo)志。那么在下次開(kāi)機(jī)的時(shí)候，這個(gè)置的標(biāo)志，就能夠告知系統(tǒng)要從哪種狀態(tài)啟動(dòng)。

到這里，供電和電源管理的幾個(gè)狀態(tài)應(yīng)該就說(shuō)清了，那么現(xiàn)在實(shí)際問(wèn)題來(lái)了，供電我能明白，就是使用電源芯片供電嘛。那么這個(gè)電源管理，我咋做？

那么下面，我們就一個(gè)一個(gè)的來(lái)說(shuō)。

首先，我們一個(gè)板子肯定是從未加電狀態(tài)轉(zhuǎn)為加電狀態(tài)，讓CPU跑起來(lái)。那么對(duì)應(yīng)上面的狀態(tài)，那就是S4/S5狀態(tài)到S0狀態(tài)，也就是斷電關(guān)機(jī)狀態(tài)到上電工作狀態(tài)。這個(gè)狀態(tài)的控制，其實(shí)就是對(duì)CPU各個(gè)電源域上電時(shí)序的控制。所以，做硬件不用想太多，從未加電到加電讓CPU跑起來(lái)，換句話說(shuō)就是從S4/S5狀態(tài)到S0狀態(tài)的實(shí)現(xiàn)，就是你想辦法把你給CPU的各個(gè)電按下面時(shí)序跑完就好了。在保證電路設(shè)計(jì)的情況下哈，只要你按時(shí)序跑完，CPU肯定就啟動(dòng)了，也就到了S0階段。

圖 S4/S5到S0開(kāi)機(jī)時(shí)序圖

那么，你能猜到了吧，S0到S4/S5是咋弄，其實(shí)也一樣，也是跑電時(shí)序。但是……硬件工程師又問(wèn)了，板子系統(tǒng)正好好的跑著呢，我咋知道要去跑掉電時(shí)序呢？這個(gè)問(wèn)題問(wèn)的很好。去執(zhí)行掉電時(shí)序，總是要收到信號(hào)的，那么這個(gè)信號(hào)在時(shí)序圖中是能夠看出來(lái)的，就是圖中標(biāo)綠的部分。PWR_CTR0、PWR_CTR1這兩個(gè)是CPU芯片上的兩個(gè)管腳，當(dāng)我們?cè)贠S系統(tǒng)下點(diǎn)了休眠或者關(guān)機(jī)命令時(shí)，系統(tǒng)肯定是要先去保存自己的狀態(tài)到硬盤(pán)，當(dāng)保存完了，OS會(huì)通過(guò)PWR_CTR0、PWR_CTR1這兩個(gè)管腳，發(fā)送脈沖出來(lái)（應(yīng)該是4脈沖代表重啟，8脈沖代表轉(zhuǎn)S3狀態(tài)，12脈沖代表轉(zhuǎn)S4/S5狀態(tài)），告訴外邊可以去跑掉電時(shí)序了。外邊收到這個(gè)脈沖后，自己根據(jù)掉電時(shí)序去跑就可以了。

圖 S0到S4/S5關(guān)機(jī)時(shí)序圖

圖 PWR_CTR0、PWR_CTR1兩管腳

前面提到了PWR_CTR0、PWR_CTR1這兩個(gè)管腳把脈沖發(fā)給外邊，那么這個(gè)外邊是啥呢？這里外邊其實(shí)就是個(gè)控制器，單片機(jī)也好，CPLD也好，只要能夠數(shù)脈沖，能夠控電時(shí)序就好了。Demo圖一般用的都是CPLD。

圖 demo圖一般都是用CPLD做電源管理

那么又有人問(wèn)了，我做筆記本難道還需要上一個(gè)CPLD控制電源么，一般筆記本都有EC呀，EC能用么？答案當(dāng)然是肯定的。所以這里又要說(shuō)明一個(gè)事情，電源管理接口不只有上面PWR_CTR0、PWR_CTR1這兩管腳，也可以通過(guò)LPC，也可以通過(guò)IIC。要是外邊電源管理控制器使用CPLD或者M(jìn)CU等，那么建議就接到CPU PWR_CTR0、PWR_CTR1這兩管腳，通過(guò)數(shù)脈沖去判斷要執(zhí)行的狀態(tài)跳轉(zhuǎn)。要是使用EC的話，就要求把EC接到CPU的LPC接口上，通過(guò)LPC去通信狀態(tài)跳轉(zhuǎn)。要是用飛騰的套片X100做電源管理，就要求把CPU的IIC1接到X100的IIC上。那么OS系統(tǒng)在發(fā)送狀態(tài)跳轉(zhuǎn)的時(shí)候是怎么知道外邊接的是什么，要從哪個(gè)接口去傳輸命令呢，這個(gè)就是在BIOS生成的時(shí)候，有個(gè)配置選項(xiàng)，來(lái)告訴OS系統(tǒng)我外邊接的什么。

表 不同電源管理控制器使用的通訊接口和配置方式

涉及S3狀態(tài)，有個(gè)管腳要特別說(shuō)明一下：GPIO0_A1，這個(gè)腳的使用一定要好好看下手冊(cè)說(shuō)明。當(dāng)主機(jī)從S3恢復(fù)到S0狀態(tài)時(shí)，板上的CPLD控制單位會(huì)通過(guò)信號(hào)引腳 K17(信號(hào)名 UART_0_CTS_N/GPIO0_A1)向CPU發(fā)送主板當(dāng)前的是否滿足S3→S0狀態(tài)的S3_OK信號(hào)。S3_OK 信號(hào)為高電平時(shí)候，表示可以正?；謴?fù)到S0。S3_OK信號(hào)為低時(shí)，通知CPU主板出現(xiàn)異常狀態(tài)（內(nèi)存掉電等情況），系統(tǒng)將重新啟動(dòng)，而不是從 S3 恢復(fù)。如果設(shè)計(jì)上沒(méi)有S3的需求，那么這個(gè)GPIO0_A1要做拉低處理，不能不管，要不會(huì)出錯(cuò)的。

2.1.3 內(nèi)存

飛騰CPU的內(nèi)存控制器做的還是比較好的，如果設(shè)計(jì)沒(méi)有硬傷，走線沒(méi)有太差，不管使用內(nèi)存條還是DDR顆粒，都會(huì)得到一個(gè)很好的訓(xùn)練參數(shù)支撐系統(tǒng)的運(yùn)行。

首先要說(shuō)的是，飛騰桌面CPU，F(xiàn)T-2000/4是支持DDR3和DDR4的，到D2000芯片是只支持DDR4的。這些內(nèi)容在芯片手冊(cè)中都有說(shuō)明，這里特別拿出來(lái)提醒大家一下。

芯片是有兩個(gè)DDR控制器的，我們可以稱(chēng)為兩個(gè)通道。每個(gè)控制器有4個(gè)片選信號(hào)，我們可以叫做4rank。所以，我們一個(gè)CPU最大的設(shè)計(jì)是這樣的：2個(gè)通道×4rank。像下圖一樣的設(shè)計(jì)，就可以插4條雙rank的內(nèi)存條。

圖 雙通道×4rank的D2000板卡

內(nèi)存控制器若按照 8bit 劃分為一個(gè) slice，一個(gè)通道 72bit 可劃分為 9 個(gè) slice（第9個(gè)，即slice[8]為ECC）。

DQ交換：在進(jìn)行X8兼容內(nèi)存的設(shè)計(jì)時(shí)，slice內(nèi)部的8個(gè)DQ可以自由互換。

Slice交換：slice[0:7]可以進(jìn)行slice之間交換。Slice[8]為ECC用途，不能與其它slice交換。若用戶需要使用ECC的內(nèi)存條，slice[8]必須與DIMM條上的slice [8]進(jìn)行連接。若確認(rèn)無(wú)需ECC功能，將slice [8]信號(hào)浮空即可。

這里還有個(gè)特別說(shuō)明的地方，就是DDR控制器有個(gè)MEMRESET，這個(gè)是輸出到DDR上給DDR做復(fù)位的。前面在供電和電源管理章節(jié)里提到過(guò)，S3狀態(tài)是需要將待機(jī)狀態(tài)壓到內(nèi)存的，那么待機(jī)時(shí)就要求DDR不能掉電，當(dāng)然更不能被復(fù)位。因?yàn)镾3狀態(tài)下除了DDR，包括CPU在內(nèi)的其他無(wú)用的電都是需要被關(guān)閉的，那么CPU這個(gè)MEMRESET一定是個(gè)無(wú)效的狀態(tài)。所以，如果我們的板卡應(yīng)用會(huì)有S3，也就是睡眠狀態(tài)的，這個(gè)MEMRESET就需要控制一下。

這個(gè)就是demo圖中的這個(gè)電路?？梢钥吹?，CPU輸出的MEM_RST是過(guò)了一個(gè)MOS的，這個(gè)MOS的控制端是接到了CPLD上，因?yàn)槭遣皇菑腟0跳轉(zhuǎn)到S3狀態(tài)，CPLD是可以通過(guò)PWR_CTR0、PWR_CTR1這兩個(gè)腳數(shù)脈沖來(lái)知道的，那么它也就知道是否需要控制MOS將CPU輸出的MEM_RST傳遞給DDR。

圖 demo圖中S3狀態(tài)對(duì)于MEMRESET的處理

2.1.4 調(diào)試串口

調(diào)試飛騰，要是不把調(diào)試串口引出來(lái)，那基本就等死就完了。

UART 接口電平為 1.8V CMOS 電平標(biāo)準(zhǔn)，若使用的外設(shè)不兼 容 1.8V CMOS 電平，需進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換；默認(rèn)UART_1為系統(tǒng)調(diào)試串口，用于輸出系統(tǒng)打印信息，波特率115200bps。記住，這玩意兒默認(rèn)就是串口1，不能改。你要非得改，要?jiǎng)拥拇a千千萬(wàn)，還不是你自己能改的了的，何必動(dòng)它呢。你就用串口1就行了。

是用TTL還是RS232，根據(jù)硬件需求自己設(shè)計(jì)就好。

2.1.5 QSPI接口

前面提到好幾次CPU的BIOS，那么BIOS存放在哪？CPU啟動(dòng)的時(shí)候從哪里讀呢？

都是從QSPI接口。QSPI 接口兼容 SPI，且作為啟動(dòng)加載片外固件的唯一接口。CPU 啟動(dòng)后，最先通過(guò) QSPI 接口的 QSPI_CSN0 片選的 Flash 芯片加載固件，來(lái)執(zhí)行相關(guān)指令。固件正常執(zhí)行完成，才能在后面引導(dǎo)OS系統(tǒng)啟動(dòng)。

圖 QSPI flash接口電路

QSPI Flash有16pin的、8pin的，1.8V的、3.3V的。設(shè)計(jì)時(shí)選取根據(jù)要自身的需求。并且最好選取大家常用的，飛騰兼容適配過(guò)的型號(hào)，同時(shí)建議flash最好16MB以上，8MB有的用起來(lái)還是小，會(huì)有問(wèn)題。

2.1.6 存儲(chǔ)

這里存儲(chǔ)是個(gè)廣義的概念，也就是所有能存放OS的都可以叫做存儲(chǔ)，SD卡、NVME、SATA、NOR Flash都可以。他們作為OS存儲(chǔ)的要求很簡(jiǎn)單，只要能放得下OS，能被固件讀寫(xiě)就可。

一般咱們PC機(jī)都是用SATA硬盤(pán)作為存儲(chǔ)介質(zhì)，飛騰CPU上沒(méi)有sata接口，如果要用sata硬盤(pán)做存儲(chǔ)，那就需要通過(guò)PCIe外擴(kuò)sata。如果不想外擴(kuò)，那就用NVME SSD。如果系統(tǒng)比較小，比如一些實(shí)時(shí)系統(tǒng)Vxworks啥的，那么把系統(tǒng)生成bin文件，放到啟動(dòng)用QSPI Flash剩余的空間也是可以的，當(dāng)然放到SD卡里也是可以的。要求前面也說(shuō)過(guò)了，只要放的下，固件能看到這個(gè)存儲(chǔ)，能操作它就可以。

2.2 如何讓CPU開(kāi)始工作？

2.2.1 上電時(shí)序

在前面2.1.2供電和電源管理章節(jié)講過(guò)，要讓CPU從未加電狀態(tài)到加電后工作狀態(tài)，就是使CPU從S4/S5狀態(tài)轉(zhuǎn)到S0狀態(tài)。這個(gè)狀態(tài)跳轉(zhuǎn)其實(shí)就是通過(guò)外邊的電源管理控制器（CPLD或EC或X100）跑一下CPU的上電時(shí)序。

圖 CPU上電時(shí)序

這里提示一點(diǎn)，手冊(cè)里給出了上電時(shí)序的各個(gè)時(shí)序之間的延時(shí)t值，就是上面圖中的t1~t12，那就嚴(yán)格按照手冊(cè)來(lái)做就好了。不要去問(wèn)不這么做會(huì)怎么樣?？赡苣阍O(shè)計(jì)的好，不這么做也能用，但是這個(gè)可沒(méi)法保證每次這么做都可以，手冊(cè)都給參數(shù)了，就按手冊(cè)做不就好了么。

上電時(shí)序跑完，CPU就會(huì)啟動(dòng)了，它下一步就會(huì)去QSPI CS0接口去讀數(shù)據(jù)了，所以你如果不知道自己時(shí)序是不是好了，那就可以用示波器去量QSPI CS0是否有讀數(shù)據(jù)的動(dòng)作，同時(shí)測(cè)量一下QSPI的時(shí)鐘，在固件加載前應(yīng)該是380KHz。也就是CS0是否有拉低的狀態(tài)。要是有拉低，那就說(shuō)明CPU在嘗試去讀外置FLASH了，那么也就說(shuō)明CPU上電正常了，已經(jīng)開(kāi)始工作了。

2.2.2 固件

固件這個(gè)名字其實(shí)應(yīng)該不陌生，很多網(wǎng)卡，很多PCIe橋片都要燒EEPROM，那里面的Bin文件我們就叫固件。這里CPU啟動(dòng)用的程序，我們也叫固件，借鑒X86的叫法，那就叫BIOS。只是個(gè)名字，不要糾結(jié)，在飛騰這里基本都叫固件。

固件這里的情況匯總到下表：

表 飛騰CPU固件情況說(shuō)明

通過(guò)上面的表我們可以發(fā)現(xiàn)，要是使用免費(fèi)的，那么就用飛騰提供的固件。飛騰固件有兩種形式，uboot或者UEFI。Uboot能引導(dǎo)實(shí)時(shí)系統(tǒng)，比如vx類(lèi)的，也能引導(dǎo)桌面系統(tǒng)，但是桌面系統(tǒng)只能引導(dǎo)開(kāi)源linux，換句話說(shuō)就是只能引導(dǎo)能提供設(shè)備樹(shù)的桌面系統(tǒng)。UEFI只能引導(dǎo)桌面系統(tǒng)，比如麒麟、ubuntu這類(lèi)的。

那么有人問(wèn)了，我想U(xiǎn)EFI引導(dǎo)vx不可以么？可以，那么就用第三方收費(fèi)的，這里只是飛騰的UEFI不支持。飛騰免費(fèi)提供的就是解決大家調(diào)試用，比如你板子都來(lái)了，總不能等第三方定制的固件到了才能去引導(dǎo)系統(tǒng)去測(cè)試板子吧，這會(huì)兒你就可以用飛騰提供的固件先進(jìn)行測(cè)試，保證你的測(cè)試周期。同時(shí)這里也說(shuō)明一點(diǎn)，飛騰的UEFI不是商用的交付用的固件，只是用于測(cè)試的，所以它有很多功能還是可以提升的，但是這里要是有定制功能，就需要自己去改了，飛騰只提供基礎(chǔ)版本夠你用，要是有定制功能，要么自己改，要么去找第三方固件廠商去購(gòu)買(mǎi)。

飛騰固件我們拿uboot固件舉例，它是由uboot部分和PBF部分組成的。其中uboot是提供源碼的，PBF是閉源的bin文件。飛騰提供固件編譯環(huán)境、編譯方法指導(dǎo)等。這個(gè)可以查看網(wǎng)上的文章：

https://blog.csdn.net/yorkworlddream/article/details/125482429?spm=1001.2014.3001.5501

B站視頻：

https://www.bilibili.com/video/BV1h94y197ry/

https://www.bilibili.com/video/BV1ce4y197ze/

https://www.bilibili.com/video/BV1Fg411Z761/

里面將固件編譯配置方法講的很清楚了，我這里就不展開(kāi)講了?？偠灾痪湓?，就是飛騰提供的固件配置環(huán)境和操作方法，能讓一個(gè)沒(méi)有搞過(guò)配置的硬件工程師都能很容易的把CPU的核心數(shù)、內(nèi)存、PCIe等進(jìn)行配置。

固件編譯完是一個(gè)bin文件，這個(gè)文件我們要通過(guò)燒片機(jī)寫(xiě)器把它燒到我們QSPI FLASH，這個(gè)flash燒好后，放到CPU QSPI CS0接口上，CPU開(kāi)機(jī)后就會(huì)去讀flash里的內(nèi)容了。所以為了調(diào)試方便，我們需要兩個(gè)東西，一個(gè)是燒片機(jī)寫(xiě)器，一個(gè)就是盡量在CPU QSPI CS0接口上接一個(gè)調(diào)試座。

下面展示的就是燒寫(xiě)器、燒寫(xiě)器轉(zhuǎn)芯片座，和焊接到PCB板上的調(diào)試座。

燒寫(xiě)器產(chǎn)品很多，這里示例的是碩飛的燒寫(xiě)器和它對(duì)應(yīng)的16pin的轉(zhuǎn)接座，當(dāng)然你要是用8pin的flash，那就用8pin的轉(zhuǎn)接座。（碩飛公司看到可以聯(lián)系我打錢(qián)哈，●ˇ?ˇ●）

焊接到PCB上調(diào)試座主要就是方便flash的取換，因?yàn)檎{(diào)試中固件可能經(jīng)常要改參數(shù)，要是沒(méi)有這個(gè)調(diào)試座，flash就要來(lái)來(lái)回回的拆下來(lái)燒寫(xiě)再焊上這樣。

碩飛公司各燒寫(xiě)器支持器件列表：

https://www.sflytech.com/devlist.asp?model=SP20P/SP20X/SP20F/SP20B

2.2.3 系統(tǒng)

固件調(diào)完，就要到系統(tǒng)了。我們后面都是基于飛騰固件來(lái)講的，使用第三方固件的不在我們討論范圍里。

系統(tǒng)的引導(dǎo)我們下面也要分幾種不同的情況進(jìn)行說(shuō)明。表的形式列出：

表 不同固件下的系統(tǒng)引導(dǎo)

2.3 設(shè)計(jì)資料獲取

三、基于飛騰芯片的調(diào)試步驟

3.1 環(huán)境準(zhǔn)備

3.2 靜態(tài)測(cè)量

3.2.1 測(cè)量靜態(tài)阻抗

將萬(wàn)用表打到電阻檔位，然后分別測(cè)量 Vcore、VDDQ、VDDQ、VTT 的靜態(tài)阻抗。這里要提示一點(diǎn)，核電阻抗很低，很多都在1Ω、2Ω、3Ω都是正常的，換句話說(shuō)，只要不是0Ω就行！很多人用二極管檔測(cè)阻抗，有的表一測(cè)核電阻抗就響了，不要光看響不響，要看看值。

3.2.2 測(cè)量電壓

在確保電路沒(méi)有存在短路的情況下，對(duì)電路板進(jìn)行上電，查看電路板上的核電壓、內(nèi)存電壓、IO 口電壓、3.3V 電壓、5V 電壓等是否正確。

這里電壓就自己去看手冊(cè)去對(duì)就好了。此時(shí)要是為了穩(wěn)妥，可以把紋波也量一量。但此時(shí)量到的只是靜態(tài)的電壓紋波，固件和系統(tǒng)跑起來(lái)，這個(gè)紋波和此時(shí)可能是不一致的。

3.3 加電前準(zhǔn)備

前面靜態(tài)做完，加電前的準(zhǔn)備工作基本就沒(méi)啥了，主要就是不管你是用CPLD還是EC還是X100，加電前一定要把上電時(shí)序保證了，至少你編程是照著時(shí)序去實(shí)現(xiàn)的。千萬(wàn)不要連上電時(shí)序控都沒(méi)控，著急的就上電。

其次，就是固件要編好了，燒到了flash中，并且flash已經(jīng)放到了調(diào)試座上，也就是CPU可以通過(guò)QSPI CS0接口去讀flash里的固件了。

3.4 加電

3.4.1 調(diào)試串口有打印

3.4.1.1 能進(jìn)shell

調(diào)試串口有打印，并且能進(jìn)shell，這個(gè)真的是要恭喜你，板子調(diào)試太順利了。不過(guò)這么順利了，我們也要看看log，尤其是看看ddr訓(xùn)練部分訓(xùn)練的是否順利。因?yàn)榧词刮覀僁DR部分設(shè)計(jì)如果有問(wèn)題，要是不是很致命的話，控制器會(huì)嘗試多次參數(shù)訓(xùn)練，最終找到能用的參數(shù)。我們要關(guān)心的是訓(xùn)練次數(shù)，正常來(lái)說(shuō)我們從log上，參數(shù)訓(xùn)練是很短的。要是我們看到log上有很多次的參數(shù)嘗試，那么說(shuō)明咱們這個(gè)ddr還是有些問(wèn)題。

下面是訓(xùn)練成功的log截圖，如果我們?cè)谶_(dá)到success之前，反復(fù)出現(xiàn)過(guò)很多次紅框框出的那種信息，那么說(shuō)明DDR控制器嘗試了很多參數(shù)，最終才找到了一個(gè)合適。見(jiàn)過(guò)一些板子需要訓(xùn)練大概20s多，可以從log上看到很多很多個(gè)紅框的信息。這種說(shuō)明DDR設(shè)計(jì)上不是很好，需要再仔細(xì)查一查。

圖 log中內(nèi)存訓(xùn)練部分截圖

進(jìn)了shell，我們就可以敲命令了。

uboot飛騰是在公版的上面改的，所有命令都是兼容的，我們可以搜uboot命令就可以了。環(huán)境變量的：Printenv、setenv、saveenv。寄存器讀寫(xiě)：md、mw。PCIe外設(shè)掃描：pci e。

UEFI也是兼容公版UEFI的。寄存器讀寫(xiě)：mm。PCIe外設(shè)掃描：pci。網(wǎng)絡(luò)：ifconfig、ping。

這個(gè)我們后面也單獨(dú)出一個(gè)文檔，這里也是簡(jiǎn)要說(shuō)明一下。

3.4.1.2不能進(jìn)shell

串口有打印，但是卡半截，不能跑到shell，這里絕大多數(shù)都是硬件問(wèn)題。我們要根據(jù)打印來(lái)判斷可能的故障點(diǎn)。

這個(gè)問(wèn)題點(diǎn)很多，我們后面也是單獨(dú)出文章來(lái)說(shuō)明。這里單獨(dú)提示一點(diǎn)，串口卡了這時(shí)候要用示波器測(cè)紋波了。因?yàn)楣碳呀?jīng)開(kāi)始跑了，如果紋波很大，可能會(huì)出現(xiàn)卡在很多位置，這個(gè)就沒(méi)法判斷了，所以固件咋調(diào)都過(guò)不去，紋波是必須要量的，尤其是核電的，不能超5%。

3.4.2 串口無(wú)打印

加電后串口都沒(méi)有打印，那么我們首先就是要用示波器量下QSPI的時(shí)鐘和片選。

QSPI 接口作為啟動(dòng)加載片外固件的唯一接口。CPU上電后后，通過(guò)QSPI接口的QSPI_CSN0片選的Flash芯片加載固件，來(lái)執(zhí)行相關(guān)指令。因此需要查看 QSPI 的時(shí)鐘信號(hào)(QSPI讀固件之前時(shí)鐘以及讀完之后固件配置的時(shí)鐘)，QSPI讀固件之前時(shí)鐘頻率應(yīng)為380KHz左右，網(wǎng)安版的應(yīng)該是4.6MHz。

表 串口無(wú)打印各種可能性分析

3.5 系統(tǒng)引導(dǎo)

使用uefi去安裝引導(dǎo)系統(tǒng)，請(qǐng)看文章：

https://blog.csdn.net/yorkworlddream/article/details/124866224

使用uboot去制作系統(tǒng)，引導(dǎo)系統(tǒng)，請(qǐng)參考倉(cāng)庫(kù)說(shuō)明：

https://gitee.com/phytium_embedded/phytium-linux-buildroot

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