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高通8953启动流程

时间:2019-06-07 04:43:08 分类:IT技术

msm8953

高通8953启动流程

嵌入式工程师有必要了解芯片启动过程,在分析、调试各种问题时都有可能涉及这方面知识。同时,这部分知识复杂,涉及到芯片内部架构,启动各个阶段软件代码执行顺序,启动模式等等。以常用的MSM8953芯片启动过程为例,进行宏观分析。

处理器核心

从上图看出,MSM8953处理器有5个,分别为:

1、APPS: Cortex A53 core,运行Android。

2、RPM(Resource Power Manager):Cortex M3 core,主要用于低功耗应用。

3、Modem(MPSS_QDSP6):高通自有指令集处理器,处理3G、4G通信协议等。

4、Pronto(WCNSS):处理WiFi相关代码

5、LPAS:音频相关

对应下面芯片硬件结构图中各个处理器的框图来看就很清晰。

启动相关image介绍:

1、PBL(Primary BootLoader) 位于rom(只读内存)中,是芯片上电后执行的真正第一行代码,在正常启动流程中会加载SBL1。如果启动异常会虚拟出9008端口用于紧急下载(短接板子上的force_boot_from_usb引脚(MSM8953 为gpio37)到1.8v强制进入紧急下载模式)。

2、SBL1(Second BootLoader stage 1) 位于EMMC中,由PBL加载,初始化buses、DDR、clocks等,会虚拟出9006端口,用于不能开机时dump ram。

3、QSEE/TrustZone  安全相关,如fuse(安全熔丝)。

4、DEVCFG OEM配置信息(如OEMLock)。

5、 Debug Policy 调试相关。

6、APPSBL 即为BootLoader,目前使用LK(LittleKernel)。

7、HLOS(High Level Operating System) 即为Linux/Android。

8、Modem PBL  即为Modem处理器的PBL。

9、MBA(Modem BootAuthenticator) Modem处理器启动鉴权。

启动流程

1、系统上电,使MSM8953从上电复位开始运行。

2、在Cortex A53中运行的PBL会加载:

a)从启动设备(如EMMC)加载SBL1 segment1到L2(即为TCM)。

b)加载SBL1 segment2到RPM处理器的RAM中。

3、SBL1 segment1会初始化DDR,并完成如下加载:

a)从启动设备加载QSEE image到DDR。

b)从启动设备加载DEVCFG image到DDR。

c)从启动设备加载Debug Policy image到DDR。

d)从启动设备加载HLOS APPSBL(Bootloader) image到DDR。

e)从启动设备加载RPM firmware image到RPM的RAM中。

4、SBL1移交运行控制权给QSEE。QSEE建立安全运行环境,配置xPU,支持fuse。

a)SBL1运行在AArch32模式,而QSEE运行在AArch64模式。为了切换到AArch64模式,SBL1会启动重映射器,操作RMR寄存器,然后触发warm-reset,QSEE就能够运行在AArch64模式了。

5、QSEE通知RPM启动RPM 固件的执行。

6、QSEE移交运行控制权给HLOS APPSBL(Bootloader)。

a)APPSBL只能在AArch32模式开始运行。

b)这时AArch32的运行模式切换是在EL3/Monitor模式完成的。通过查看APPSBL的ELF头能够得知其需要运行在32位指令集架构下。EL3/Monitor模式改变到32位模式,然后再启动APPSBL。

7、APPSBL加载、验证kernel。APPSBL通过SCM调用改变到HLOS kernel需要的AArch64模式。这和之前LK直接跳转到kernel运行是不同的。

8、HLOS kernel通过PIL加载MBA到DDR。

9、HLOS kernel对Hexagon modem DSP进行解复位。

10、Modem PBL继续它的启动。

11、HLOS kernel 通过PIL加载AMSS modemimage到DDR。

12、Modem PBL验证MBA然后跳转到MBA。

13、HLOS通过PIL加载WCNSS(Pronto)image到DDR。

14、HLOS对WCNSS(Pronto)进行解复位以便Prontoimage开始执行。

15、HLOS通过PIL加载LPASS image到DDR。

16、HLOS对LPSAA进行解复位以便LPASSimage开始执行。

下面是流程的简化图,其中区分了AArch32和AArch64位的QSEE/TrustZone。

关于EMMC和DDR的初始化时间问题,从上面的描述中可以看到。

1、PBL中是含有EMMC驱动的,有访问EMMC的能力,自身运行在MCU内部SRAM中。

2、除了PBL程序的img在MCU片内ROM外,其余img均存储在EMMC中。

3、PBL首先从EMMC加载SBL1到L2(内部缓存并非DDR),SBL1同样运行在片内SRAM。

4、有SBL1初始化DDR各种时序后,DDR自此可用(eMMC一直可用)。

5、再由SBL1加载其余各个img到DDR,然后按照linux的正常顺序启动。

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