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龙芯CPU开发系统PMON固件开发规范
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[龙芯技术资料]
龙芯CPU开发系统PMON固件开发规范
United
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United
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发表于 2020-5-12 15:16:28
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本帖最后由 United 于 2020-5-12 15:17 编辑
范围
本规范规定
龙芯
2 号、3 号系列 CPU 开发系统32位PMON的详细开发要求,内容包括 PMON 上电过程、内存初始化及地址窗口配置、驱动及中断路由、PMON 命令、固件与内核接口、编译配置等方面。建议龙芯1号系列CPU开发PMON时参照此标准。建议其它系统厂商遵循此规范开发相关产品。
3 概述
本章涉及 PMON 上电启动过程、窗口配置、内存初始化过程等方面的内容。
3.1 上电启动过程
PMON 的上电启动过程如图 1 所示:
针对启动过程的注释如下:
[1] PMON基本运行环境建立,即保证处理器正常运行的最基本设置,如:关中断,配置异常向量;如果多核,确定PMON启动核、从核自初始化Cache、TLB、清Mailbox(缓存寄存器)等。
[2] 如果串口在桥片上,则还需对桥片做初步配置。
[3] 处理器自身相关配置,如:修正频率、初始化Cache、CPU内部互联配置、非法地址处理。
[4] 如果连接内存的I2C控制器在桥片上,则还需对桥片做初步配置。
[5] 处理器级IO相关的一些配置,如:IO地址映射、桥片互联配置等。
[6] 内存运行的相关准备工作,如:拷贝代码到内存、设置堆栈、设置传参等。
[7] 初始化显示,以及PCI设备中断初始化。
[8] 构造提供给内核与系统的信息,如:内存布局、
开发板
类型等。
[9] 自启动系统时会查找boot.cfg或相关环境变量,根据查找结果来启动系统,如果找不到上述
文件或变量,则会返回到命令行界面。
各类开发板系统详细的启动过程参见附录 E。
3.2 复位后 CPU 的初始状态
龙芯 CPU 上电启动后处理器核处于以下状态:
a) 小端模式(龙芯只支持小端模式);
b) 特权等级处于内核态;
c) 浮点寄存器处于 32 位数据模式(PMON 启动过程中应将浮点寄存器配置为 64 位模式);
d) 中断处于关闭态;
e) 非对齐访问会引发例外;
f) 64 位地址空间未使能,用户态 64 位操作未使能(龙芯 1 号系列除外);
g) TLB 未初始化(PMON 启动过程中地址空间一直处于未映射段);
h) 所有的 Cache 处于未初始化、未使能态(软件应该在初始化内存之前首先初始化并使能 Cache)。
3.3 窗口配置部分约定
3.3.1 窗口配置流程及注意事项
窗口的配置过程可分为以下步骤:
a) 配置用于阻挡猜测执行的地址窗口;
b) 配置不可预取的地址窗口,如 IO 寄存器映射地址区;
c) 配置高端内存及双通道交错窗口;
d) 配置 32 位地址到 64 位地址转换功能的窗口(
GS464
);
e) 配置其它窗口,如龙芯 3A 中 HT 接收窗口等。
其中步骤 a)b)的配置需要在串口初始化完成且 TLB,Cache 尚未初始化之前进行;步骤 c)需要在内存容量探测及内存控制器初始化阶段完成;步骤 d)需要在用 32 位地址访问 IO 桥片之前完成,此项配置完成后即可使用 32 位的指针去访问 IO 桥片资源,如果不配置需要 64 位指针才能访问;步骤 e)需要在进入 C 语言前完成。
需要注意的是:
a) 窗口是有优先级的,序号越小,优先级越高;
b) 窗口配置的过程中,建议用汇编语言或内嵌汇编语言对其进行配置;
c) 有些窗口是有默认功能的,在配置之前最好先保留通过此窗口的通路;
d) 有些窗口寄存器是只写的,配置完后不一定能读出写入的值;
e) 各窗口相关的寄存器描述及窗口的作用请查阅各
芯片
的用户手册。
地址窗口与 CPU 的具体设计密切相关,一般由龙芯公司统一进行配置和发布。
3.4 内存初始化
内存初始化的主要工作包括:配置内存控制器、配置二级XBAR。
目前PMON内存初始化的过程如下图所示:
注:1. 方角矩形框为必选步骤,圆角矩形框为可选步骤。
2. 内存时序参数训练,也称内存训练(代码中命名为 RB_level)。
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zplin
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zplin
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发表于 2020-5-12 21:11:53
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520czypf
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520czypf
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windgod
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shoujijiaoliu
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shoujijiaoliu
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JennyYZZ
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JennyYZZ
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发表于 2021-4-19 16:04:01
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jqc1122
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