Rockchip Developer Guide MCU

Rockchip-Developer-Guide-linux4.4-MCU

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Page Count: 8

芯片名称 内核版本
RK3399 4.4
日期 版本 作者 修改说明
2017-09-20 V1.0 王明成 初始版本
2017-12-27 V1.1 王明成 修订文档格式
MCU 开发指南  
发布版本：1.1
作者邮箱：frank.wang@rock-chips.com
日期：2017.12
文件密级：公开资料
前言
概述
本文档主要介绍Rockchip MCU开发的基本方法。
产品版本
读者对象
本文档（本指南）主要适用于以下工程师：
技术支持工程师
软件开发工程师
修订记录
MCU 开发指南
1 Rockchip MCU简介
2 开发基础
2.1 运行前配置
2.1.1 启动地址
2.1.2 地址映射
2.1.3 时钟配置
2.1.4 复位撤销
2.2 其它配置
2.2.1 JTAG使能配置

2.3 MCU与主控通信
2.3.1 Mailbox
2.3.2 共享内存
3 Demo程序
3.1 代码获取
3.2 代码简介
3.2.1 目录结构
3.2.2 编译方法
3.2.3 中断编程
4 MCU调试
4.1 JTAG调试
4.2 串口打印
4.3 读写寄存器
参考文档
1 Rockchip MCU简介  
ARM® Cortex®-M处理器系列具有灵活性、易用性、高性能、低功耗等特点。同时，Cortex-M处理器能够帮助开
发者以更低的成本提供更多的功能，其在代码重用和提高开发效率方面有显著优势，所以在嵌入式设备领域的应用
非常广泛。如下为Cortex-M0和Cortex-M3的基本简介。
Cortex-M0采用ARMv6-M结构，基于一个高集成度、低功耗的32位处理器内核；它采用冯·诺伊曼结构，基于
16位的Thumb指令集，并包含Thumb-2技术。
Cortex-M3采用ARMv7-M结构，为32位处理器内核。它采用哈佛结构，拥有独立的指令总线和数据总线，可
以让取指与数据访问并行不悖。
基于以上ARM® Cortex®-M优点，目前，Rockchip SoC上集成的MCU说明如下：
RK3399 集成2个Cortex-M0，其一PMU M0为ATF所用，其二Perilp M0开放给客户使用。
2 开发基础  
2.1 运行前配置  
本章节主要以RK3399 Perilp M0为例介绍Rockchip MCU开发的基础方法。
2.1.1 启动地址  
以常见miniloader + ATF + u-boot的启动方式为例。
采用这种启动方式，通常将MCU代码编译生成的BIN和ATF的BIN一起打包为trust.img，因此，需要在u-boot添加
如下打包配置。



其中，PATH为MCU BIN文件存放路径，ADDR为MCU在DDR中被加载的地址（MCU的0地址）。当然这个地址需

要是在u-boot中reserve出来的一段安全地址。这个地址会传递给miniloader，其会负责将MCU的代码从ROM中加

载到DDR的这个地址处。

当然，如果使用u-boot或其它loader作为一级boot loader，也可参考上面的方法对M0的固件进行打包和加载。

MCU BIN编译方法参阅3.2.2章节。

2.1.2 地址映射

Coretex-M0/Coretex-M3拥有固定的Memory Map，这样方便软件在不同系统之间的轻松移植，其地址空间被分

为许多不同的段，可参阅Cortex-M0 Devices Generic User Guide Chapter 2.2章节Memory model和RK3399

TRM Chapter 7.4.2章节。通常，我们只需要配置MCU的0x00000000-0x1FFFFFFF地址映射。

注意，RK3399 M0的地址映射需要通过SGRF配置，所以务必在能访问SGRF的模块进行配置（通常放在miniloader

或ATF中进行），以2.1.1章节中的加载地址为例，具体内存映射配置方式如下：

启动地址配置



外设地址配置

Rockchip MCU已默认配置了外设的映射地址(0x40000000-0x5FFFFFFF)，即：

ADDR_MCU = ADDR_CA72 – 0xB8000000

这里的外设就是RK3399 TRM Chapter 2 System Overview中所列出的外设。

2.1.3 时钟配置

Rockchip MCU 时钟源可选择CPLL或GPLL，可参考RK3399 TRM Chapter 3 CRU章节。在其章节中指出clk配置寄

存器为CRU_CLKSEL_CON24(0x0160)，其中：

bit[15] : 时钟源选择，1’b0: CPLL；1’b1: GPLL bit[12:8] : 分频设置，用于配置MCU的运行频率。

u-boot 参考代码

tools/rk_tools/RKTRUST/RK3399TRUST.ini

...

[BL30_OPTION]

SEC=1

PATH=tools/rk_tools/bin/rk33/rk3399bl30_v1.00.bin

ADDR=0x00080000

...

sgrf_perilp_m0_con7=0xf<<(4+16)|(0x080000>>28)&0x0f

sgrf_perilp_m0_con15=0xffff<<16|(0x80000>>12)&0xffff



2.1.4 复位撤销

MCU运行起来的最后一步就是进行复位撤销。其寄存器信息阅RK3399 TRM Chapter 3 CRU章节。RK3399 Perilp

M0的复位撤销寄存器为：

PMUCRU_SOFTRST_CON0(0x0110) 需要设置PMUCRU_SOFTRST_CON0[5:0] = 4b’0000.

u-boot 参考代码



提示：时钟和复位的配置可放在最后期望MCU跑起来的地方，目前Rockchip SDK是放在u-boot当中。

2.2 其它配置

2.2.1 JTAG使能配置

MCU开发过程中，常常需要借助于JTAG来跟踪、调试和解决问题。Rockchip MCU JTAG接口采用SWD（2线）模

式，需要配置JTAG iomux后才能连接上。

RK3399 Perilp M0的iomux配置信息详见RK3399 TRM Chapter 7.3章节，包括如下两个寄存器。



2.3 MCU与主控通信

2.3.1 Mailbox

Rockchip SoC上集成的mailbox拥有4个通道，通过中断触发，数据通过共享内存传递。Rockchip MCU可通过

mailbox外设与主控通信。RK3399 Mailbox编程可参阅RK3399 TRM Chapter 21 Mailbox章节；RK3368 Mailbox

参考RK3368 TRM Chapter 11 Mailbox章节。

目前Linux 4.4 Kernel中，Mailbox Driver框架上层使用ARM SCPI协议，因此需要在Kernel开启

CONFIG_RK3368_MBOX和CONFIG_RK3368_SCPI_PROTOCOL两个配置。同时，MCU这边代码也需要编写

mailbox驱动和scpi协议支持。

arch/arm/cpu/armv8/rk33xx/clock‐rk3399.c

#ifdefCONFIG_PERILP_MCU

/*perilm0clk=300MHz,selectgpllasthesourceclock*/

clk_parent_hz=RKCLK_GPLL_FREQ_HZ;

clk_child_hz=300000000;/*HZ*/

div=rkclk_calc_clkdiv(clk_parent_hz,clk_child_hz,1);



div=div?(div‐1):0;

cru_writel((1<<31)|(0x1F<<24)|(1<<15)|(div<<8),

CRU_CLKSELS_CON(24));

#endif

arch/arm/cpu/armv8/rk33xx/clock‐rk3399.c

#ifdefCONFIG_PERILP_MCU

/*perilpm0dereset*/

cru_writel(0x00160000,CRU_SOFTRSTS_CON(11));

#endif

GRF_GPIO4B_IOMUX[9:8]=2’b10

Kernel DTS可参考下面代码进行配置。



2.3.2 共享内存

Rockchip MCU亦可通过共享内存方式与主控通信，比如在INTMEM (SRAM)中划分一块空间，将其配置成对主控和

MCU均可访问，即可实现共享内存方式通信。

Rockchip MCU还可以通过UART或其它方式与主控通信。

3 Demo程序

3.1 代码获取

Git仓库路径：

ssh://git@10.10.10.29/rk/mcu或https://github.com/frawang/rk-mcu.git

29代码可参考rk3399-pmu-m0 branch；github可参考rk3399-box-m0 branch。

3.2 代码简介

3.2.1 目录结构



mailbox:mailbox@ff6b0000{

compatible="rockchip,rk3368‐mbox‐legacy";

reg=<0x00xff6b00000x00x1000>,

<0x00xff8cf0000x00x1000>;/*theend4kofsram*/

interrupts=<GIC_SPI146IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,

<GIC_SPI147IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,

<GIC_SPI148IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,

<GIC_SPI149IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;

clocks=<&cruPCLK_MAILBOX>;

clock‐names="pclk_mailbox";

#mbox‐cells=<1>;

status="disabled";

};



mailbox_scpi:mailbox‐scpi{

compatible="rockchip,rk3368‐scpi‐legacy";

mboxes=<&mailbox0>,<&mailbox1>,<&mailbox2>;

chan‐nums=<3>;

status="disabled";

};

rk‐mcu>ls‐R

buildincludeMakefilesrc



./build:

arm‐gcc‐link.ldRK3399M0



./build/RK3399M0:

build：用于存放编译生成的obj文件和bin文件。

include：代码头文件。

src：代码C文件。

startup.c文件为M0入口程序，主要包括M0中断向量表和中断执行函数。 main.c文件为M0程序的main函

数。

3.2.2 编译方法

交叉编译工具链使用gcc-arm-none-eabi- v4.8版本或以上。编译方法如下：



编译后会生成build/RK3399M0/bin/RK3399M0.bin文件，将RK3399M0.bin拷贝到u-boot目录中

tools/rk_tools/bin/rk33/目录，重命名为rk3399bl30_v1.00.bin；然后按照2.1.1章节配置，重新编译u-boot，即可

将M0的bin打包到trust.img。

3.2.3 中断编程

M0中断向量表可参阅Cortex-M0 Devices Generic User Guide Chapter 2.3 Exception model章节。对应到Demo

程序，即src/startup.c中有如下参考代码：



binobj



./build/RK3399M0/bin:

RK3399M0.binRK3399M0.dumpRK3399M0.elfRK3399M0.map



./build/RK3399M0/obj:

main.ostartup.o



./include:

mcu.hremotectl_pwm.hrk3399.h



./src:

main.cmain.c.bkremotectl_pwm.cstartup.c

rk‐mcu>makehelp

usage:makePLAT=<RK3399M0><all|clean|distclean>



PLATisusedtospecifywhichplatformyouwishtobuild.

Ifnoplatformisspecifiedinfirsttime,PLATdefaultsto:



SupportedTargets:

allBuildalltheproject

cleanCleanthecurrentplatformproject

distcleanCleanthecurrentprojectanddelete.config



example:buildthetargetsfortheRK3399M0project:

makePLAT=RK3399M0

/**

*TheminimalvectortableforaCortexM3.Notethattheproperconstructs

*mustbeplacedonthistoensurethatitendsupatphysicaladdress

*0x00000000.

Coretex-M0内部有16个异常，从g_pfnVectors[0]到g_pfnVectors[15]，可根据实际应用需要注册并实现对应的异

常处理函数。

Cortex-M0可处理32个外部中断，对应g_pfnVectors[16]到g_pfnVectors[47]。

RK3399 Perilp M0引入了中断仲裁器，将32个外部中断扩展到256个，可参阅RK3399 TRM Chapter 7.4.6

Interrupt Source Arbiter for PERILPM0章节。当然，使用仲裁器，需要配置对应的mask bit，而M0收到中断后，

需要根据对应的mask bit来判断具体的中断源。

Arbiter的接口可参考include/rk3399.h中

M0_INT_ARB_SET_MASK() // 设置中断mask M0_INT_ARB_GET_FLAG() // 获取中断bit

RK3399 Perilp M0支持的外部中断请参阅RK3399 TRM 2.4 System Interrupt Connection for Cortex-M0 章节。

4 MCU调试

4.1 JTAG调试

GRF中设置JTAG相关iomux、tck、tms，请阅2.2.1章节。

开发板JTAG拨码开关或tck/tms开关拨至MCU处；

DS-5或ICE连接m3/m0进行调试。

4.2 串口打印

M0可直接访问UART寄存器进行打印调试。

如果MCU使用跟主控相同的UART，建议正常运行时关闭M0打印，防止UART访问异常导致系统异常。

4.3 读写寄存器

可将系统停留到u-boot或Kernel命令行，通过io读取MCU状态寄存器查看MCU状态。

*/

__attribute__((used,section(".isr_vector")))

void(*constg_pfnVectors[])(void)=

{

/*coreExceptions*/

(void*)&pstack[STACK_SIZE],/*theinitialstackpointer*/

reset_handler,

nmi_handler,

hardware_fault_handler,

0,0,0,0,0,0,0,

svc_handler,

0,0,

pend_sv_handler,

systick_handler,



/*externalexceptions*/

0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,

0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0

};

也可将MCU关键点的运行状态写入空闲GRF寄存器，然后在u-boot或kernel命令行读取其值判断MCU的当前

运行状态。

参考文档

Cortex-M0 Devices Generic User Guide

Cortex-M0 Technical Reference Manual

ARM Cortex-M3 Processor Technical Reference Manual

Cortex-M3 Devices Generic User Guide

Rockchip RK3399 TRM V0.4

Rockchip RK3368 TRM V2.0

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