Firmware download

【详解】嵌入式开发中固件的烧录方式
版本：v1.1
Crifan Li
摘要
本文主要介绍了嵌入式开发过程中，将固件从PC端下载到开发板中的各种方式，主要包括NFS挂载，Nand Flash
和Nor Flash，USB，RS232，网卡NIC等方式。

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修订历史
修订 1.0

2011-08-25

crl

1. 解释了嵌入式开发中的固件下载方式
修订 1.1

2012-08-09

crl

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【详解】嵌入式开发中固件的烧录方式:
Crifan Li

版本：v1.1
出版日期 2012-08-09
版权 © 2012 Crifan, http://crifan.com
15

本文章遵从：署名-非商业性使用 2.5 中国大陆(CC BY-NC 2.5)

15

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目录
1. 背景介绍 .............................................................................................................................. 1
2. 名词解释 .............................................................................................................................. 2
2.1. 固件 .......................................................................................................................... 2
2.2. 烧写 .......................................................................................................................... 2
2.3. 存储介质 .................................................................................................................... 2
2.4. USB Host和USB Device ............................................................................................ 2
2.5. NIC ........................................................................................................................... 2
3. 固件烧写方式 ........................................................................................................................ 4
3.1. 开发前期或者开发过程中，固件的烧写方式 .................................................................. 4
3.1.1. 不需要烧写kernel和rootfs的方式 ...................................................................... 4
3.1.2. 将kernel，rootfs，uboot等烧写到存储介质上的方式 ........................................ 5
3.1.2.1. 一步到位：直接通过工具烧写文件到对应存储介质上 ................................ 5
3.1.2.1.1. Nor Flash ................................................................................. 5
3.1.2.1.2. Nand Flash ............................................................................... 6
3.1.2.2. 两步到位：先写到内存，再用uboot的命令写到存储介质上 ...................... 6
3.1.2.2.1. 如何把文件或数据下载到内存中 ................................................... 6
3.1.2.2.1.1. USB ............................................................................... 7
3.1.2.2.1.2. RS232 ............................................................................ 8
3.1.2.2.1.3. NIC/network ................................................................ 10
3.1.2.2.1.4. SD/MMC ...................................................................... 11
3.1.2.2.1.5. JTAG == debug tool .................................................... 13
3.1.2.2.2. 如何把内存中的数据，写入到对应存储设备上 ............................. 13
3.1.2.2.2.1. Nand Flash .................................................................. 13
3.1.2.2.2.2. Nor Flash ..................................................................... 14
3.1.2.2.2.3. USB .............................................................................. 15
3.1.2.2.2.4. SD/MMC ...................................................................... 15
3.2. 产品发布后：通过操作设备节点实现动态升级固件 ...................................................... 15
参考书目 ................................................................................................................................ 16

iii

表格清单
3.1. 嵌入式开发中固件烧录的方式 .............................................................................................. 4
3.2. 将文件下载到Uboot中的方式 .............................................................................................. 6
3.3. 如何把Uboot的内存中数据写入到存储设备上 ..................................................................... 13

iv

第 1 章背景介绍
目前在嵌入式开发中，经常要实现将对应的固件，烧写到开发板中，然后开发板才能运行我们的程序。
嵌入式开发，很多用的是Linux系统，也有用WinCE和其他系统，但此文只介绍Linux系统下面的情
况。
Linux系统中，多数为bootloader+ kernel + rootfs的模式。
其中，所用的bootloader，多为uboot。负责初始化硬件和设置好软件环境，然后加载kernel，运行
kernel，kernel运行后，再去加载rootfs，之后就是你所看到的运行的Linux了。
其中，在开发过程中，常常会遇到，需要把某个文件，比如U-boot.bin，uImage，rootfs等文件，从
PC上，下载到Uboot的SDRAM，即内存中，然后再用对应命令或工具，将数据写入到某存储介质中。
其中，有时候也需要在发布产品之后，在系统运行的情况下，动态升级整个系统的固件的。
此文就是主要探讨，此嵌入式Linux中，开发过程中和产品发布后，相关的固件烧写方式。

1

第 2 章名词解释
2.1. 固件
固件，firmware
所谓固件，就是文件，固化在存储介质上的文件，而文件，其实就是数据。
嵌入式开发中，尤其是Linux开发，常见的方式是，从板子（个人用的是arm的板子）上启动，会允许
Uboot，然后Uboot去加载kernel内核，个人常用的kernel是uImage，然后Linux运行后，去加载根文
件系统rootfs，个人常用到的yaffs2文件系统。
前后系统运行所需要的文件，总的来说，就是这三个：
• Uboot，比如u-boot.bin
• Kernel，比如uImage
• Rootfs，比如yaffs2.rootfs.arm
而大家一直说的固件，在系统是Linux系统的情况下，常常就是指的是这些文件。

2.2. 烧写
所谓烧写，就是写数据，把文件（固件/数据）写到存储介质（Nand Flash, Nor Flash等）上。
而对于烧写这个词，说法很多，常见的有：
烧写=烧录=flash=编程=program=programming
下面另外提到的，更新固件，其实也指的是将新的固件烧写进去，即所谓更新固件，更新系统。

2.3. 存储介质
存储介质，此处主要是指，嵌入式中存放firmware的地方，多数是Nor Flash加上Nand Flash的组合。
其他的，也有单独是Nor Flash，单独是Nand Flash，单独是SD/MMC卡等方式。

2.4. USB Host和USB Device
USB Host，即对于开发板来说，USB是Host端，所以，此时可以去插上一个U盘，对应的是USB Mass
Storage的用法，所以，可以理解为：
开发板是USB Host = USB Mass Storage =开发板可以外接 U盘
而USB Device，即对于开发板来说，自己是作为USB的Device端。
而USB Device端，相对于USB Host来说，也叫USB Slave端。
此时的UBS
Host就是PC端了，然后PC端连出一根USB线，接上开发板，然后开发板就是USB
Device=USB Slave端了，就可以当做U盘用了。
即：
开发板是USB Slave = USB Device = 开发板自己是PC上的U盘。

2.5. NIC
NIC，Network Interface Card，网络接口卡，即网卡。
2

名词解释
NIC这个叫法，是之前在学习网络方面的知识的时候，遇到的，觉得虽然有点拗口，但是意义表述很明
确，所以此处才用此NIC来表示网卡的。

3

第 3 章固件烧写方式
固件开发方式，这里讨论的主要有两种。
一种是开发过程中，产品发布之前，用到的一些方式。
另外一种是，产品发布之后，产品已经运行了系统了，此时，如何在线动态地更新固件，实现系统升级
的功能。
先列出不同的分类：

表 3.1. 嵌入式开发中固件烧录的方式
不需要烧写kernel和
rootfs的方式
开发过程中，固件烧写
方式

产品发布后，动态升级
系统的方式

即直接通过tftp,nfs等方式挂在kernel和rootfs的
方式

将
kernel，rootfs，uboot
等烧写到存储介质上的
方式

一步到位的方式（直接通过工具烧写文件到对应存
储介质上）
两步到位的方式（先将数据先写入到Uboot中，再
用uboot中的命令把数据写到存储介质上）

即，通过读写对应的Linux下的设备节点，实现更新固件

下面就详细讨论这两种过程中所用到的固件升级方式。

3.1. 开发前期或者开发过程中，固件的烧写方式
此处介绍的是，在开发过程中，如何实现固件更新，开发调试，根据是否一定要将新版的固件，烧写到
存储介质上，可以分两种：
• 一种是不需要烧写kernel和rootfs的方式；
• 另外一种是，需要把新版本的固件，即uboot，kernel，rootfs，烧写到存储介质上的。

3.1.1. 不需要烧写kernel和rootfs的方式
此种做法，在实际开发中，还是有一些人会用到的。
其背景是，嵌入式开发中，相对普通上层软件开发，每次新编译出一个版本的软件，都要很麻烦地烧录
到对应的存储介质，比如Nor Flash上，然后给开发板上电，继续开始调试开发，而不能像开发上层PC
端软件，在IDE中，编译一下，点击运行，即可看到最新结果。
所以，嵌入式开发中，开发的效率显得很低，其中一个方法，可以先对避开此问题，避免每次都要重新
烧写新编译的程序的问题，那就是，对于新版本的kernel和rootfs，分别通过tftp或NFS挂在kernel，
通过NFS挂在rootfs，的方式，重新编译一个新版本的kernel或者是rootfs时，每次都不用重新烧写，
只需要把对应的文件，放到对应的tftp或者NFS的文件夹下面即可。
此法详细做法相关的部分内容，下面会涉及，故此处不做太多探讨。而且真的详细讨论的话，超出了此
文的范畴。
此处，只是对于此法进行概要说明：
1. 目标
实现kernel通过tftp挂载，rootfs通过nfs挂载的方式，实现高效率的嵌入式开发
2. 前提
a.

硬件
4

固件烧写方式
i.

开发板上有网卡

ii.

网卡已连接到一个路由或交换机，并且PC端，即提供tftp和nfs的服务器端，也连到此网
络，开发板和PC端，同属于一个局域网段。

b. 软件
i.

PC端运行了tftp服务，新编译的kernel文件，放在tftp的根目录下

ii.

PC端运行了nfs服务，所用的Linux内涵，也设置并启用了对应的nfs服务，编译好的
rootfs，放在nfs服务的根目录下。

3. 如何操作
a.

uboot中，通过tftp mem_addr kernel_file的方式去加载内核

b. 内核运行起来后，通过NFS去挂在rootfs
c.

正常加载rootfs后，就可以像普通的Linux开发一样，通过串口，输入命令操作Linux了

4. 优缺点
• 优点
免去了每次新编译的kernel和rootfs，都要重新烧写这一麻烦的事情
• 缺点
• 很明显，如果开发中，涉及到对应的网络驱动的调试等，内核的NFS服务的调试等，即本身所
用到的网络功能都是要调试的对象，那就不能用此法了
• 另外，网络加载文件的速度，一般都是不错的，但是也不排除，有时候会受其他PC端某个网络
资源占用太多的程序的影响
• 而网络加载文件的稳定性，不同的环境，差异很大。多数情况下，都是很稳定的，但是也有人
遇到各种原因，导致不稳定的，所以此时此法即使可用，但用起来也会很郁闷

3.1.2. 将kernel，rootfs，uboot等烧写到存储介质上的
方式
需要将对应的文件，烧写到存储介质上，此时，有两种方法：
• 一种是一步到位的方式，即直接通过某工具将文件写入到存储介质上。
• 另外一种是两步到位的方式，先通过某种方式把文件下载到Uboot中，再通过Uboot中的命令，去把
数据写入到存储介质上。

3.1.2.1. 一步到位：直接通过工具烧写文件到对应存储介质上
目前常见的存储介质，主要有Nor Flash和Nand Flash，所以下面主要讲解如何烧写Nor Flash还是
Nand Flash。
另外，还有一些存储介质是SD/MMC卡等，其烧写数据，我用过的烧写数据方式是，一种是在Uboot
中，把下载到内存中的数据，写入到SD/MMC卡中，或者在板子已经跑起来了Linux的环境下，把数据
写入到SD/MMC卡中。

3.1.2.1.1. Nor Flash
由于Nor Flash接口比较常见和通用，而且有专门的规范定义了对应的操作命令，所以，目前有很多工
具，只要你板子上的Nor Flash是常见的Nor Flash，那么这些工具，多数都可以直接拿过来用，直接将
文件烧写到Nor Flash中。

5

固件烧写方式
1. 目标
通过某些工具，连接上开发板或直接接上对应的硬件芯片Nor Flash，直接通过工具烧写文件到目
标存储介质（即对应的硬件芯片）上。即不需要开发板上面运行Uboot或者Linux系统。用工具直
接操作即可。
2. 前提
• 硬件
• 你所使用的Nor Flash，如果是那种通用的（其实大多数都是通用的），工具所支持的
• 开发板具有对应的硬件接口，比如JTAG接口
• 你自己有对应的硬件工具，比如JLink硬件
• 软件
• 对应的软件工具支持对应的Nor Flash芯片，比如J-Flash，支持很多种常见Nor Flash的烧写
3. 如何操作
个人接触比较多的是，Jlink硬件 + 软件工具J-Flash ARM。其如何操作，参见：[1]

3.1.2.1.2. Nand Flash
由于Nand Flash没有一个统一的规范，和本身操作起来就比较复杂，所以，虽然存在一些工具，可以
支持直接烧写Nand Flash，但是相对比较少，使用起来所要求的限制条件也比较多。
此外，是有专门的Nand Flash的烧录器的，一般叫做Nand Flash Programmer，直接将对应的文件，
烧写到对应的Nand Flash上的，不过个人没怎么用过，不多解释。

3.1.2.2. 两步到位：先写到内存，再用uboot的命令写到存储介质上
3.1.2.2.1. 如何把文件或数据下载到内存中
下表简单总结了，如何将数据通过硬件接口+相关软件，下载到Uboot中的方式：

表 3.2. 将文件下载到Uboot中的方式
开发板上的硬件接软件协议
口

相关软件或Uboot 说明
中的命令

USB Host – USB Fatls usb 0
Mass Storage
fatload usb addr
file

USB cable
Board has USB Host

USB Slave/Device DNW

USB cable
Board has USB Slave

Kermit/Ymodem

loadb/loady

RS232 Cable

Tftp

tftp file

network interface card
Server has tftp service

NIC

NFS

NFS

network interface card
Server has NFS service
Network cable
switch

SD/MMC

SD/MMC

Fatls mmc 0
Fatload mmc 0
addr file

JTAG

JTAG

IDE tool

USB

RS232

Hardware debug tool
6

固件烧写方式

开发板上的硬件接软件协议
口

相关软件或Uboot 说明
中的命令
IDE support Load file into Memory

下面，对每一种方式进行详细的阐述：
3.1.2.2.1.1. USB
关于USB Host和USB Device，上面已经名词解释过了，此处不再赘述。
现在很多开发板上，都有USB的Host和USB的Device的接口。所以，对应着，可以实现，外接U盘到开
发板上，或者将开发板作为U盘连到PC上，然后操作U盘，把文件拷贝到U盘里，实现对应的把文件数
据传输到开发板上这一功能。

1. USB Host = USB Mass Storage = U Disk
1. 目标
把插在开发板上的U盘中的文件，拷贝Uboot的内存中
2. 前提
• 硬件
• 开发板上有USB Host芯片和接口
以我这里的TQ2440的板子为例，用的CPU是三星的S3C2440，其中包含了一个OHCI的USB
Host主控制器。
板子上也有USB Host接口。
• 自己有U盘
• 软件
• Uboot中已经实现了USB Host Controller的驱动
如果Uboot中没有你的板子上的USB Host Controller的驱动的话，需要自己移植，甚至从头
实现的话，这个工作量和难度，还是不小的。
以此处的S3C2440的驱动为例，此处已经把新的版本的Uboot中的相关代码，移植到了
TQ2440的1.1.6的uboot中，实现了对应的S3C2440的OHCI的驱动。
相关过程和源码，参考：[2]
• U盘的文件系统是FAT格式的
如果你的U盘是NTFS等其他格式，那么要重新格式化为FAT16/FAT32格式。
当然，如果是其他的文件系统，比如ext2等，也是可以的，下面对应的命令就
是ext2ls和ext2load了。
3. 如何操作
在Uboot中使用对应命令来操作U盘：
a.

usb rescan
去初始化usb host。关于usb 子系统更多的相关的命令，可以通过
help usb
看到更多的帮助信息。

b. fatls usb 0
7

固件烧写方式
将你U盘的FAT文件系统中的文件列出来，以确保USB现在可以正常工作，和知道你当前U盘里
面有哪些文件，此时应该可以看到你所要拷贝的文件，如果你是把文件放在根目录的话。(一般
都是把u-boot.bin等文件，放到U盘根目录的)
c.

fatload usb 0 mem_addr file_name
去将U盘中的文件file_name载入到内存中mem_addr的位置。

2. USB Slave = USB Device
1. 目标
将PC端的文件，通过USB线，传输到作为USB Device端的开发板上的Uboot的内存中
2. 前提
• 硬件
• 板子上有对应的USB Device功能的controller和对应的USB Device接口
• 软件
• PC端已经安装了对应的USB相关驱动
• PC端需要有对应的DNW软件
• Uboot中实现了对应的命令
以TQ2440为例，其中已经有了usb slave 相关功能和命令
3. 如何操作
具体的操作，相对比较麻烦，此处只列出主要步骤：
a.

去Uboot端执行对应的usb slave命令
以等待PC主机端传输文件

b. 去PC端用DNW去传输文件
USB Port -> Transmit -> 选择要传输的文件
然后对应的文件就可以传输到对应的Uboot中的内存中去了。
更多的细节，如何操作，请参看TQ2440的手册：[3]
在此，免费为天嵌的TQ2440宣传一句，其资料和相关文档，做的是蛮不错的，东西很全，很详
细，尤其适合初学者。
3.1.2.2.1.2. RS232
RS232的连接方式，是最常见的。
即，开发板上有串口接口，然后接了根RS232线，连到PC端，然后PC端用一个串口终端程序，连接开
发板，比如常见的Windows XP系统自带的超级终端Hyper Terminal，功能强大的SecureCRT，以及
Putty等等，都是不错的串口工具。
其中关于如何在Win7下面使用超级终端（Hyper Terminal），不了解的可以去参考：[11]

1. Kermit
Kermit是一种协议，广泛使用的协议，用来传输文件和数据的协议，很早之前就有了此协议，所以现
在很多地方都已实现和支持此协议。
8

固件烧写方式
关于Kermit和Ymodem的详情，去看我转的帖子：[4]
而关于Kermit，XModem，Ymodem和Zmodem之间的区别和联系，可以去看：[5]
1. 目标
通过Kermit协议，将文件通过RS232接口传送到Uboot的内存中
2. 前提
• 硬件
• 开发板中有RS232接口，并且已连接到PC端
• 软件
• Uboot中已经实现kermit协议的loadb命令
这个，一般的uboot中都已实现。
此处说一个诡异的事情，之前遇到过，即使help中没有看到loadb的命令，但是实际也是支持
loadb的，估计是uboot开发者，把此命令注释掉了，但是实际kermit协议用途太广泛，而
uboot本身程序中早已经实现了，所以loadb还是已经在uboot中的了。
3. 如何操作
a.

在uboot中，输入loadb

b. 在PC端使用串口程序去传送文件
以windows XP下的串口工具超级终端为例：

选择Transfer ⇒ Send File ⇒ Protocol选择Kermit，FileName选择你所要传送的文件->点击确
定即可。然后就是慢慢传送文件了。

至于文件数据传输后，放在uboot的内存中的哪个位置，是由你uboot中的环境变量loadaddr决
定，我这里的是loadaddr=0x800000。
当然，你也可以在执行loady的时候，后面加上你要的地址，比如：
loadb 0x1000000
Kermit协议，数据传输速度比较慢，我这里传输了个8MB的文件，大概要40分钟左右的。

2. Ymodem
关于Ymodem协议，是从之前的Xmodem协议演化出来的，之后还有Zmodem。
简单的说就是，一个数据包大小为1KB的数据传输协议。
更多的解释，参见上面已经提到的[5]
1. 目标
通过Ymodem协议，将文件通过RS232接口传送到Uboot的内存中
2. 前提
• 硬件
• 开发板中有RS232接口，并且已连接到PC端
• 软件
• Uboot中已经实现Ymodem协议的loady命令
9

固件烧写方式
3. 如何操作
a.

在uboot中，输入loady

b. 在PC端使用串口程序去传送文件
以windows XP下的串口工具超级终端为例：

选择Transfer ⇒ Send File ⇒ Protocol选择Ymodem，FileName选择你所要传送的文件->点击确
定即可。然后就是慢慢传送文件了。

4. 示例

Bootldr> loady
## Ready for binary (ymodem) download to 0x00800000 at 115200 bps...
CCCxyzModem - CRC mode, 2(SOH)/8192(STX)/0(CAN) packets, 5 retries
## Total Size
= 0x00800000 = 8388608 Bytes
3.1.2.2.1.3. NIC/network
多数开发板上，也都带有网卡接口，然后通过网线，连接到一个路由或者交换机上，另外一个PC也连
接到此路由或交换机上，然后通过网线，将PC上的文件数据，传输到板子上。

1. tftp
1. 目标
将文件通过tftp方式，从PC端，下载到Uboot的内存中
2. 前提
• 硬件
• 硬件板子上有网卡
• 板子通过网线连到路由或交换机上，PC也连到该路由或交换机上，共处同一个网段
• 软件
• PC端设置好tftp服务
关于PC端安装了tftp服务（TFTP service），详情可以参考：[6]
• 安装好tftp服务后，把对应的u-boot.bin等文件，放到tftp的根目录下
• Uboot中，首先肯定是已经实现了网卡驱动，以及添加了对应的tftp命令
此两个前提，一般开发板都已经具有此条件
3. 如何操作
在Uboot中，执行命令
tftp mem_addr file_name
就可以将文件file_name传送到Uboot的内存地址mem_addr中了。
4. 示例
EmbedSky> tftp 0x30010000 u-boot.bin
dm9000 i/o: 0x20000300, id: 0x90000a46
MAC: 0a:1b:2c:3d:4e:5f
10

固件烧写方式
TFTP from server 192.168.1.101; our IP address is 192.168.1.120
Filename 'u-boot.bin'.
Load address: 0x30010000
Loading: T ###############
done
Bytes transferred = 207396 (32a24 hex)

2. NFS
1. 目标
将文件通过NFS命令，从PC端，通过网络，传送到Uboot的内存中去
2. 前提
• 硬件
• 硬件板子上有网卡
• 板子通过网线连到路由或交换机上，PC也连到该路由或交换机上，共处同一个网段
• 软件
• PC端设置好NFS服务
• Uboot中实现了网卡驱动和nfs命令
• Uboot中设置好了ip地址，ip掩码mask，网关gateway
3. 如何操作
Uboot中执行：
nfs mem_addr IP:path/file
4. 示例
nfs 0x30008000 192.168.0.3:/home/nfs/uImage
3.1.2.2.1.4. SD/MMC

1. tftp
1. 目标
将文件从SD/MMC卡中，拷贝到Uboot的内存中
2. 前提
• 硬件
• 开发板有SD/MMC的controller，有对应的SD/MMC插槽
• 自己有SD或MMC卡
• 软件
• Uboot中实现了对应的SD/MMC驱动及对应的命令
关于uboot中，把新版本的mmc驱动，移植到旧的上，可以参考：[7]

11

固件烧写方式
• SD/MMC卡是FAT文件系统
当然，如果是其他的文件系统，比如ext2等，也是可以的，下面对应的命令就
是ext2ls和ext2load了。
3. 如何操作
a.

mmcinit或mmc rescan
即初始化mmc，旧版本的uboot的是mmcinit，新版本的uboot是mmc rescan

b. fatls mmc 0
将mmc卡中的文件列出来，确保mmc卡工作正常和知道里面有哪些文件
c.

fatload mmc 0 mem_addr file_name
将mmc卡中的file_name文件拷贝到内存mem_addr处。

4. 示例
EmbedSky> mmcinit
mmc: Probing for SDHC ...
mmc: SD 2.0 or later card found
trying to detect SD Card...
Manufacturer: 0x02, OEM "TM"
Product name: "SA04G", revision 0.5
Serial number: 2621440179
Manufacturing date: 7/2010
CRC: 0x73, b0 = 1
READ_BL_LEN=15, C_SIZE_MULT=0, C_SIZE=365
size = 0
SD Card detected RCA: 0x1234 type: SDHC
EmbedSky> md 30000000
30000000: 00000000 00000000 00000000 00000000 ................
30000010: 00000000 00000000 00000000 00000000 ................
。。。
300000f0: 00000000 00000000 00000000 00000000 ................
EmbedSky> fatls mmc 0
512 nikon001.dsc
misc/
dcim/
194 error.html
2 file(s), 2 dir(s)
EmbedSky> help fatload
fatload <interface> <dev[:part]> <addr> <filename> [bytes]
- load binary file 'filename' from 'dev' on 'interface'
to address 'addr' from dos filesystem
EmbedSky> fatload mmc 0 30000000 error.html
reading error.html
194 bytes read
EmbedSky> md 30000000
30000000: 4d54483c 423c3e4c 3e59444f 6e6f7257 <HTML><BODY>Wron
30000010: 50492067 7263733c 3e747069 646e6977 g IP<script>wind
。。。

12

固件烧写方式
300000f0: 00000000 00000000 00000000 00000000 ................
EmbedSky>
上述md（memory display）命令，只是为了显示内存中的内容，用以表示，拷贝文件前后内存中
数据的变化。
3.1.2.2.1.5. JTAG == debug tool

1. tftp
1. 目标
在开发板运行程序的情况下，比如Uboot中，通过debug工具，将文件下载到Uboot的内存中
2. 前提
• 硬件
• 开发板上有JTAG等debug接口，连接上对应的Jlink等硬件
• 软件
• 对应的debug 工具支持载入文件到内存的功能
一般debug工具，都是IDE集成开发环境，对应的IDE里面会有对应的功能。
比如ARM的RVDS，里面就有对应的load file到memory的功能。
3. 如何操作
在IDE工具中，找到对应的功能选项，然后把文件load载入到开发板的内存中，即可。

3.1.2.2.2. 如何把内存中的数据，写入到对应存储设备上
前面的操作，是把数据从外部传输到Uboot的内存中，接下来，就要把对应的数据，写入到对应的存储
介质中去。
常见的存储介质以及Uboot中相关的命令，分类如下：

表 3.3. 如何把Uboot的内存中数据写入到存储设备上
存储介质

Uboot中相关命令

说明

Nand Flash

nand erase
nand write

先擦除才能再写入数据

Nor Flash

erase
cp.b

先擦除才能再写入数据

USB

usb write

SD/MMC

mmc write

下面分别介绍，在Uboot中，对于每种存储设备，如何用相关的命令，把数据写入到对应存储设备中。
3.1.2.2.2.1. Nand Flash
1. 目标
把Uboot中内存中数据，写入到Nand Flash中去
2. 前提
• 软件
13

固件烧写方式
• Uboot中，已经实现了nand erase和nand write命令了
3. 如何操作
• nand erase
需要先用nand的erase命令，去擦出对应的区域
• nand write
然后再用nand write，把内存中的数据，写入到nand 中。
3.1.2.2.2.2. Nor Flash
关于Nor Flash，需要额外说明一些事情。
本身Flash这个名词，在存储领域方面，包括了Nand Flash和Nor Flash。
而由于Nor
Flash。

Flash出现最早，应用很广泛，所以Uboot中，对于单独说Flash这个词，是指的是Nor

所以，会有对应的命令：
flinfo = Flash Info = Nor Flash Info
而又由于Nor Flash的很多操作，很像SDRAM等设备，可以直接读，（写操作需要特定的命令），但是
可以把Nor Flash的操作，兼容统一到cp拷贝这个命令中去。
所以，很多时候，你会发现，好像没有单独的Nor Flash的读写的命令，其实是包含在了cp这个命令中
了。
另外，对于cp命令本身，其有三种方式：
• cp.b单位为b=byte=字节的方式，去拷贝数据
• cp.w单位为w=word=字的方式，去拷贝数据
• cp.l单位为l=long=长整型的方式，去拷贝数据
不过，对于eeprom，也有单独的一套eeprom的命令的，比如eeprom
eeprom中去。

write，用于将数据写入到

1. 目标
把Uboot中内存中数据，写入到Nor Flash中去
2. 前提
• 软件
• Uboot中，已经实现了Nor flash 相关的命令了，包括erase和cp命令支持了Nor Flash了
3. 如何操作
在Uboot中，执行下列命令：
• protect off
只有在你当前需要重新写入新数据的Nor Flash的Block是已经被写保护的情况下，才需要此步骤
去解除锁定。
一般情况下，都不需要此步骤的。
• erase

14

固件烧写方式
去擦出Nor Flash中的数据
• cp或eeprom write
将内存中的数据，写入到Nor Flash中。
3.1.2.2.2.3. USB
1. 目标
将Uboot中的内存中的数据，写入到USB设备中
2. 前提
• 软件
• Uboot中已经实现了对应的usb write命令
3. 如何操作
• usb write
将对应的内存中的数据，写入到Usb设备中。
3.1.2.2.2.4. SD/MMC
1. 目标
将Uboot中的内存中的数据，写入到SD/MMC设备中。
2. 前提
• 软件
• Uboot中已经实现了对应的mmc write命令
3. 如何操作
• mmc write
将对应的内存中的数据，写入到SD/MMC设备中。

3.2. 产品发布后：通过操作设备节点实现动态升
级固件
除了开发过程中，去烧写固件之外，在发布产品后，很多厂商，希望在系统运行的情况下，实时地，可
以去更新对应的固件，比如kernel的uImage或者rootfs等，此时，多数系统，往往是不太容易这样去
升级的，不过还是有可能实现这样的在线升级系统的。
基本的思路是，在运行的Linux中，通过操作对应的设备节点，比如：
1. 对于Nand Flash或者Nor Flash，通过MTD的工具，即mtd-util中的nandwrite等，操作/dev/
mtdN将新的固件写入进去
具体实现方法，参见另外一篇文章：[8]
2. 对于SD/MMC，通过操作/dev/mmc设备，将新的固件写入进去
以此实现在线升级固件。
相关实现方式，参考：[9]

15

参考书目
1

[1] 使用破解版的JLink实现对开发板上的外部Nor Flash的烧写 + JLink V4.08k 下载地址

[2] 【记录】在TQ2440的uboot中添加SD/MMC支持 + 添加USB Mass Storage支持 + 解决fatls乱码
2
问题
[3] TQ2440开发板使用手册

3

[4] 【转】xmodem与kermit协议

4
5

[5] 【整理】Kermit Xmodem Xmodem-1K Ymodem Ymodem-G Ymodem-1K Zmodem
6

[6] 【已成功】Ubuntu 10.10下安装TFTP的步骤 tftp-hpa版本

7

[7] 【记录】将Uboot 2011.06中mmc驱动移植到uboot 1.1.6的过程
[8] 在Linux运行期间升级Linux系统（Uboot+kernel+Rootfs）

8

[9] 【经验记录】Linux驱动中如何给SD/MMC卡加多个分区 How to add multi partition for SD/MMC
9
card
10

[10] uboot 用 nfs 挂载 linux kernel 和 fs

[11] 【整理】如何在Win7中安装使用超级终端Hyper Terminal

11

1

http://www.crifan.com/
use_the_cracked_version_of_jlink_to_achieve_the_development_of_the_external_board_of_nor_flash_programming__jlink_v408k_download/
2
recorded_in_the_uboot_tq2440_add_sd__mmc_usb_mass_storage_support__added_support__solution_fatls_garbled/
3
http://soft.embedsky.net/files/TQ2440开发板使用手册V2.5_20100611.rar
4
http://www.crifan.com/switch_xmodem_and_kermit_protocol/
5
http://www.crifan.com/order_kermit_xmodem_xmodem-1k_ymodem_ymodem-g_ymodem-1k_zmodem/
6
http://www.crifan.com/_has_been_successfully_installed_under_ubuntu_1010_tftp_tftp-hpa_version_of_the_steps/
7
http://www.crifan.com/records_in_the_uboot_201106_mmc_drive_the_process_of_porting_to_uboot_116/
8
http://www.crifan.com/files/doc/docbook/runtime_upgrade_linux/release/html/runtime_upgrade_linux.html
9
records_linux_driver_experience_how_to_sd__mmc_card_with_multiple_partitions_how_to_add_multi_partition_for_sd__mmc_card/
10
http://f.wiseleung.com/?p=154
11
http://www.crifan.com/order_how_to_install_in_win7_using_hyperterminal_hyper_terminal/

16

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