前 言

本文檔主要演示Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡制作，以及將Linux系統(tǒng)鏡像固化至eMMC的方法，旨在幫助開(kāi)發(fā)者和測(cè)試人員快速完成產(chǎn)品方案驗(yàn)證與性能評(píng)估中的系統(tǒng)固化環(huán)節(jié)。

開(kāi)發(fā)環(huán)境

Windows開(kāi)發(fā)環(huán)境：Windows10 64bit

Linux開(kāi)發(fā)環(huán)境：VMware16.2.5、Ubuntu22.04.464bit

LinuxSDK：LinuxSDK-[版本號(hào)]（基于SDK_2025.1）

評(píng)估板系統(tǒng)版本：U-Boot-2021.01、Linux-6.1.111、Buildroot-2022.02

術(shù)語(yǔ)表

為便于閱讀，下表對(duì)文檔出現(xiàn)的關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)進(jìn)行解釋；對(duì)于廣泛認(rèn)同釋義的術(shù)語(yǔ)，在此不做注釋。

表 1

注意事項(xiàng)

（1）無(wú)特殊說(shuō)明情況下，默認(rèn)使用USB TO UART1接口作為調(diào)試串口，通過(guò)路由器與PC機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接。

（2）評(píng)估板出廠時(shí)可能未固化最新系統(tǒng)鏡像至eMMC存儲(chǔ)。為確保您體驗(yàn)到我司提供的最新系統(tǒng)功能，建議您參考本文檔，按照指引將最新系統(tǒng)鏡像固化至eMMC。

Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡制卡工具包說(shuō)明

制卡工具包版本說(shuō)明

產(chǎn)品資料“4-軟件資料LinuxMakesdboot”目錄下的mksdboot_AA_BB_CC_DD.tar.gz壓縮文件是Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡制卡工具包，主要包含F(xiàn)SBL、U-Boot、Linux內(nèi)核鏡像文件，以及文件系統(tǒng)壓縮包等內(nèi)容。AA_BB_CC_DD為制卡工具包的版本號(hào)，具體版本說(shuō)明如下：

（1）AA：FSBL發(fā)布版本。詳細(xì)信息請(qǐng)查看“4-軟件資料LinuxFSBL”目錄下的特性支持說(shuō)明文件。

（2）BB：U-Boot發(fā)布版本。詳細(xì)信息請(qǐng)查看“4-軟件資料LinuxU-Boot”目錄下的特性支持說(shuō)明文件。

（3）CC：Linux內(nèi)核發(fā)布版本。詳細(xì)信息請(qǐng)查看“4-軟件資料LinuxKernel”目錄下的特性支持說(shuō)明文件。

（4）DD：文件系統(tǒng)發(fā)布版本。詳細(xì)信息請(qǐng)查看“4-軟件資料LinuxFilesystem”目錄下的特性支持說(shuō)明文件。

制卡工具包目錄說(shuō)明

打開(kāi)Ubuntu，將制卡工具包拷貝至“/home/tronlong/DR1/”工作目錄下，進(jìn)入制卡工具包所在路徑，執(zhí)行如下命令將其解壓至當(dāng)前目錄。工具包名稱需根據(jù)實(shí)際情況修改。

Host# cd /home/tronlong/DR1/

Host# tar -xf mksdboot_10_10_10_10.tar.gz

圖 1

執(zhí)行如下命令，查看解壓后的制卡工具包具體內(nèi)容。

Host# tree -L 5 mksdboot_10_10_10_10

圖 2

（1）boot目錄

• BOOT.bin文件：由FSBL和U-Boot鏡像合并生成，用于初始化PS端外設(shè)和U-Boot啟動(dòng)。
• README.md文件：制卡工具包、FSBL、U-Boot、Linux內(nèi)核、文件系統(tǒng)等版本信息說(shuō)明文件。

（2）filesystem目錄

• boot目錄：主要存放Linux內(nèi)核、基礎(chǔ)設(shè)備樹(shù)。
• rootfs目錄：主要存放文件系統(tǒng)壓縮包。
• tools目錄：主要存放eMMC固化腳本、NOR SPI FLASH固化腳本。

（3）mksdboot.sh文件：Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡制作腳本文件。

Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡制作

評(píng)估板出廠時(shí)，默認(rèn)提供一張配套的Micro SD卡，此卡為可正常使用的Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡。本章節(jié)主要說(shuō)明Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡的制作方法，可使用配套的Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡，或者使用新的空白Micro SD卡。如下步驟使用配套的Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡進(jìn)行操作，如使用空白Micro SD卡，步驟類似。

MicroSD卡掛載

將Micro SD卡通過(guò)讀卡器連接至PC機(jī)，Ubuntu系統(tǒng)識(shí)別后，一般會(huì)自動(dòng)掛載MicroSD卡分區(qū)，如下所示。

圖 3

若Ubuntu系統(tǒng)未自動(dòng)識(shí)別，請(qǐng)右擊右下角的USB大容量存儲(chǔ)設(shè)備圖標(biāo)，再點(diǎn)擊“Connect(Disconnect from Host)”進(jìn)行識(shí)別。

圖 4

如無(wú)以上圖標(biāo)或者連接不成功，請(qǐng)嘗試如下方法：

（1）請(qǐng)將MicroSD卡通過(guò)讀卡器插至PC機(jī)USB2.0接口，而不是USB3.0接口，部分版本VMware可能不兼容USB3.0。

（2）請(qǐng)將MicroSD卡通過(guò)讀卡器插至PC機(jī)USB2.0接口，然后重啟Ubuntu，在Ubuntu重啟過(guò)程中不要取出。Ubuntu系統(tǒng)重啟后，存儲(chǔ)設(shè)備圖標(biāo)會(huì)重新出現(xiàn)。

Micro SD卡設(shè)備節(jié)點(diǎn)名確認(rèn)

執(zhí)行如下命令，確認(rèn)MicroSD卡在Ubuntu系統(tǒng)的設(shè)備節(jié)點(diǎn)名。

Host# sudo fdisk -l

圖 5

可看到MicroSD卡設(shè)備節(jié)點(diǎn)是"/dev/sdb"，并且有三個(gè)分區(qū)，分別為sdb1、sdb2和sdb3分區(qū)。設(shè)備節(jié)點(diǎn)名字是可變的，一般插拔多次或者使用不同的卡插拔后，可能會(huì)顯示sdc或者sdd。

PV工具安裝

PV(Pipe Viewer)是一種基于終端的工具，用于通過(guò)管道監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的進(jìn)度。

為了更直觀地顯示系統(tǒng)啟動(dòng)卡的制作進(jìn)度，Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡制作過(guò)程中會(huì)使用PV工具。請(qǐng)執(zhí)行如下命令通過(guò)網(wǎng)絡(luò)安裝PV工具，如未安裝PV工具將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)啟動(dòng)卡制作失敗。

Host# sudo apt-get install pv

圖 6

Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡制作

如下為L(zhǎng)inux系統(tǒng)啟動(dòng)卡制作命令。命令中"/dev/sdb"為MicroSD卡設(shè)備節(jié)點(diǎn)，如錯(cuò)誤輸入其他存儲(chǔ)介質(zhì)設(shè)備節(jié)點(diǎn)，將會(huì)造成存儲(chǔ)介質(zhì)數(shù)據(jù)損壞，請(qǐng)確認(rèn)命令中設(shè)備節(jié)點(diǎn)無(wú)誤后，再執(zhí)行命令。

進(jìn)入制卡工具包目錄，執(zhí)行如下命令。

Host# sudo ./mksdboot.sh -d /dev/sdb

圖 7

根據(jù)提示按回車鍵，進(jìn)行Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡制作。

圖 8

耗時(shí)約2min，Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡制作完成。同時(shí)，系統(tǒng)會(huì)打印提示信息，如下所示。制作時(shí)間與Linux系統(tǒng)大小、MicroSD卡容量和接口性能有關(guān)。

圖 9

可看到新制作的Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡共有BOOT、rootfs和rootfs-backup三個(gè)分區(qū)。其中BOOT分區(qū)為FAT32格式，rootfs分區(qū)和rootfs-backup分區(qū)為EXT4格式。FAT32格式分區(qū)在Windows系統(tǒng)下可見(jiàn)，EXT4格式分區(qū)在Windows系統(tǒng)下不可見(jiàn)，三個(gè)分區(qū)在Linux系統(tǒng)下均可見(jiàn)。

圖 10

（1）BOOT分區(qū)：主要存放BOOT.bin等文件，從制卡工具包boot目錄拷貝而來(lái)。使用Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，將使用此目錄的BO0T.bin文件啟動(dòng)FSBL和U-Boot。

（2）rootfs分區(qū)：存放文件系統(tǒng)。rootfs分區(qū)boot目錄主要存放內(nèi)核鏡像、基礎(chǔ)設(shè)備樹(shù)文件等，從制卡工具包"filesystem/boot/"目錄拷貝而來(lái)。使用Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，將使用此目錄的kernel.bin、dtb.bin文件啟動(dòng)內(nèi)核。

（3）rootfs-backup分區(qū)：存放備份的文件系統(tǒng)。系統(tǒng)固化時(shí)，將其內(nèi)容固化至eMMC文件系統(tǒng)分區(qū)。

圖 11

從Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡啟動(dòng)系統(tǒng)

評(píng)估板斷電，將Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡插入評(píng)估板Micro SD卡槽，根據(jù)評(píng)估底板絲印將啟動(dòng)方式選擇撥碼開(kāi)關(guān)撥為011(1~3)，此檔位為Micro SD啟動(dòng)模式。使用Type-C線連接評(píng)估板的USB TOUART1調(diào)試串口至PC機(jī)，然后將評(píng)估板上電啟動(dòng)，串口調(diào)試終端會(huì)打印如下類似啟動(dòng)信息。

圖 12

系統(tǒng)啟動(dòng)后會(huì)自動(dòng)登陸root用戶，說(shuō)明使用Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡啟動(dòng)評(píng)估板成功。

圖 13

固化Linux系統(tǒng)至eMMC

本小節(jié)介紹Linux系統(tǒng)固化過(guò)程，固化過(guò)程包含固化FSBL、U-Boot、內(nèi)核、設(shè)備樹(shù)、文件系統(tǒng)至eMMC。

固化Linux系統(tǒng)

Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡制作時(shí)，已將固化系統(tǒng)的腳本文件mkemmcboot.sh拷貝至Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡文件系統(tǒng)的“/opt/tools/”目錄下。

Target# ls /opt/tools/mkemmcboot.sh

圖 14

執(zhí)行如下命令進(jìn)行一鍵固化，用時(shí)約2min后固化Linux系統(tǒng)至eMMC，同時(shí)串口調(diào)試終端打印提示信息。

Target# /opt/tools/mkemmcboot.sh

圖 15

腳本會(huì)進(jìn)行如下操作：

（1）清除U-Boot環(huán)境變量。

（2）將eMMC格式化為BOOT、rootfs分區(qū)。

（3）將Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡BOOT分區(qū)中的u-boot.img、tiboot3.bin、tispl.bin固化至eMMC對(duì)應(yīng)分區(qū)。

（4）將Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡rootfs-backup分區(qū)中的文件系統(tǒng)固化至eMMC的rootfs分區(qū)，包括內(nèi)核鏡像和基礎(chǔ)設(shè)備樹(shù)文件。

從eMMC啟動(dòng)系統(tǒng)

評(píng)估板斷電，將Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡從評(píng)估板Micro SD卡槽中取出，根據(jù)評(píng)估底板絲印將啟動(dòng)方式選擇撥碼開(kāi)關(guān)撥為111(1~3)，此檔位為eMMC啟動(dòng)模式。使用Type-C線連接評(píng)估板的USB TOUART1調(diào)試串口至PC機(jī)，然后將評(píng)估板上電啟動(dòng)，串口調(diào)試終端會(huì)打印如下類似啟動(dòng)信息。

圖 16

系統(tǒng)啟動(dòng)后會(huì)自動(dòng)登陸root用戶，說(shuō)明從eMMC啟動(dòng)評(píng)估板成功。

圖 17

Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡和eMMC分區(qū)說(shuō)明

Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡分區(qū)說(shuō)明

評(píng)估板啟動(dòng)，進(jìn)入評(píng)估板系統(tǒng)后執(zhí)行如下命令，查看Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡掛載信息。

Target# fdisk-l

圖 18

表 2

eMMC分區(qū)說(shuō)明

執(zhí)行如下命令，查看eMMC掛載信息。

Target# fdisk-l

Target# dmesg | grep boot

圖 19

圖 20

表 3

eMMC剩余空間使用說(shuō)明

為了保證文件系統(tǒng)健壯性，一般不推薦使用rootfs分區(qū)做頻繁的數(shù)據(jù)讀寫，建議將eMMC剩余空間重新劃分分區(qū)作為日常數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，若無(wú)需重新劃分eMMC分區(qū)可跳過(guò)此步驟。

修改固化系統(tǒng)的腳本文件重新劃分

如需通過(guò)修改固化系統(tǒng)的腳本文件重新劃分eMMC剩余空間使用，請(qǐng)從Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡啟動(dòng)系統(tǒng)，然后執(zhí)行如下命令，備份原有固化系統(tǒng)的腳本文件mkemmcboot.sh，修改mkemmcboot.sh內(nèi)容。

固化系統(tǒng)的腳本文件mkemmcboot.sh位于Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡文件系統(tǒng)的"/opt/tools/"目錄下。請(qǐng)先備份默認(rèn)的mkemmcboot.sh做卡腳本。

Target# cp /opt/tools/mkemmcboot.sh /opt/tools/mkemmcboot-bak.sh

圖 21

執(zhí)行如下命令，修改mkemmcboot.sh腳本。

Target# vi/opt/tools/mkemmcboot.sh

圖 22

添加內(nèi)容如下：

parted -s ${EMMC_DEVICE} unit MiB mkpart primary ext4 -- ${partition_end} -2 //在第123行添加

mkfs.ext4 -F -L rootfs ${partition_list[2]}

sleep 1 //在第144和145行添加

修改內(nèi)容如下：

partition_list=(${EMMC_DEVICE}p1 ${EMMC_DEVICE}p2 ${EMMC_DEVICE}p3) //在第127行修改

圖 23

圖 24

執(zhí)行腳本制作分區(qū)。

Target# /opt/tools/mkemmcboot.sh

圖 25

圖 26

執(zhí)行如下命令，查看劃分結(jié)果。

Target# fdisk -l

圖 27

圖 28

如需恢復(fù)默認(rèn)的mkemmcboot.sh腳本，請(qǐng)執(zhí)行如下命令。

Target# cp /opt/tools/mkemmcboot-bak.sh /opt/tools/mkemmcboot.sh

圖 29

通過(guò)分區(qū)工具重新劃分

若在此前劃分了空閑分區(qū)(/dev/mmcblk1p3)，請(qǐng)執(zhí)行默認(rèn)的mkemmcboot.sh腳本重新制作eMMC分區(qū)。

Target# /opt/tools/mkemmcboot.sh

圖 30

執(zhí)行如下命令，使用parted工具劃分eMMC分區(qū)。

Target# parted /dev/mmcblk1

圖 31

執(zhí)行如下命令，查看剩余的空閑空間。

parted# print free

圖 32

執(zhí)行如下命令，劃分空閑空間，并退出parted工具。

parted# unit MB mkpart primary ext4 1354MB 7818MB

parted# quit

圖 33

新建分區(qū)后，可能會(huì)自動(dòng)掛載分區(qū)，請(qǐng)執(zhí)行如下命令取消掛載新建的分區(qū)。若未自動(dòng)掛載，則忽略此步驟。

Target# umount /mnt/mmcblk1p3

圖 34

執(zhí)行如下命令，格式化新建的分區(qū)。

Target# mkfs.ext4 -F -L data /dev/mmcblk1p3

圖 35

至此，eMMC剩余的空閑空間劃分完成，可以手動(dòng)掛載新的分區(qū)，或者重新啟動(dòng)評(píng)估板將會(huì)自動(dòng)掛載。

重啟評(píng)估板，執(zhí)行如下命令，查看新建的分區(qū)信息。

Target# df -h

圖 36

審核編輯 黃宇