浅谈ARM裸板调试

我所说的ARM裸板调试是指ARM的PCB板制作完后，贴片回来的板子，不但没有任何程序，上电都是第一次。之所以写一篇blog，是因为最近调试了一块ARM板，基于S3C6410的，但是我们把原来的M-DDR DRAM和Nandflash全部都换掉了，硬件做了不小的改动。以前也做过类似的裸板调试，从ARM7到ARM9，再到现在的ARM11。今天就来写一篇ARM裸板调试的文章。
 
如我前面所说，刚拿到ARM裸板的时候，首先就是要上电。不过上电之前，最好测一下电源和地是否短路。然后就可以上电了，我一般采用稳压电源，这样可以看到电流的大小，如果电流太大，说明硬件可能有问题，用手摸摸板子上的芯片，看看是否烫手，查一下各个电源模块的供电电压是否正常。如果ARM板正常，就可以开始了。下面根据我个人经验，介绍调试步骤和可能遇到的问题：
 
1. 连接仿真器，读写寄存器
将硬件仿真器插到ARM板的JTAG口上，然后连接PC，现在的ARM仿真器好像都是通过USB和PC相连了。连接好后，就给板子上电，然后打开PC端的调试软件，我在这里用的是ARM11的仿真器，调试软件用AXD。如果AXD识别出ARM处理器表示连接成功，如果没识别出来就是有问题了。
(1) 确认ARM处理器的所有供电是否正确
(2) 确认ARM处理器的RESET管脚
(3) 确认ARM处理器的晶振是否震动
(4) 确认JTAG接口是否正确
如果上面这4条都正常，仿真器就应该可以找到ARM。
 
2. 通过脚本初始化ARM处理器及DRAM
由于是裸板，所以ARM上电以后没有做过任何的初始化。一般会通过执行一个脚本来对ARM做一个基本的初始化。脚本一般就是一个txt文件，例如：
setmem 0x36001004 0x4      32
setmem 0x36001010 0x40d  32
setmem 0x36001014 0x6      32
setmem 0x36001018 0x3      32
setmem 0x3600101c 0xf       32
setmem 0x36001020 0xf       32
setmem 0x36001024 0xf       32
mem 0x36001000 +1            32
mem 0x36001004 +1            32
mem 0x36001008 +1            32
mem 0x3600100c +1            32
….
上面的脚本命令是用于AXD软件的，其中“setmem”命令表示设置某个值到某个地址上，而“mem”命令表示从某个地址读一个值并打印出来。通过这两条命令，可以设置ARM内部的寄存器，也可以读出寄存器的值。脚本的作用主要是对ARM做初始化，一般包括关闭Interrupt和watchdog，配置clock，配置GPIO，配置DRAM控制器。
如何在AXD中运行脚本呢？首先在AXD菜单中选择”System Views”，然后选择”Command Line Interface”，会弹出一个窗口，在窗口中输入如下命令：
ob c:/init.txt
 
该命令的意思是运行C盘根目录下的init.txt中的脚本命令。如图：

 
脚本运行完成以后，板子上的ARM和DRAM就应该已经被初始化好了。这时候可以做读写Memory的测试，在菜单中选择”Process Views”，然后选择”Memory”，输入DRAM的地址，然后修改一些地址上面的值，被改变后的值会变成红色，如果可以修改，表示DRAM应该工作正常了，这里给一张截图：

 
3. 通过AXD下载程序到DRAM中运行

接下来就是下载程序到DRAM中运行了，主要目的是通过该程序来烧录bootloader。现在的ARM处理器都很强大，支持多种启动模式。根据不同的启动模式，要将bootloader烧到不同的介质当中。在AXD菜单中选择”File”，然后选择”Load Memory from File…”，会弹出一个窗口，如下：

 
 
如图要在”Address”输入下载的地址，这个地址就是Loader_RAM.bin的运行地址。下载成功以后，打开串口，然后在AXD的”Command Line Interface”中输入命令”setpc 0x50000000”，将PC指针指到0x50000000地址上，然后输入命令”go”开始运行。
 
4. 烧录bootloader，启动ARM板
被下载的程序运行以后，就可以通过该程序将bootloader烧录到Nandflash，NORflash或者SD卡中，具体取决于板子所支持的启动模式。这个程序可以通过串口下载bootloader。还有一种方法就是在AXD中暂停程序运行，然后通过仿真器下载bootloader到DRAM中，然后再在AXD中恢复程序运行，通过最开始下载的程序将下载的bootloader烧到flash或者SD卡当中。
烧录成功以后，关电，拔掉仿真器的JTAG，重新上电，这个时候ARM板中的bootloader就可以运行了。
 
bootloader运行后，工作就容易了。现在的bootloader都很强大，Linux有uboot，WinCE有Eboot，都能支持烧录，下载等功能。一般如果是买的开发板，都会提供烧录工具。不过在更换了DRAM和Nandflash以后，烧录工具可能也需要重新调试了。而且使用的bootloader也需要做改动。