双核处理器BOOT启动流程

strongerHuang 2025-04-15 17:30
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来源 | 瑞萨嵌入式小百科


为了满足多场景的需求,双核、多核处理器应运而生。现在多核处理器以及不是什么新鲜事物了,本文结合瑞萨RZT2H双核处理器给大家讲讲双核处理器BOOT启动流程。


RZT2H是多核处理器,启动时,需要一个“主核”先启动,然后主核根据规则,加载和启动其他内核。本文以T2H内部的CR52双核为例,说明T2H多核启动流程。



LSI reset release时,其内置的BOOTROM总是从CR52_0开始执行,即我们可以把CR52_0定义为主核。如果系统配置为程序从External XSPI_FLASH 启动,BOOTROM首先根据存放在external Flash起始位置的Parameter中的定义,从Flash中加载Loader程序。


Parameters for the Loader:

存放在External Memory区域的起始位置,存放着与程序加载相关的关键信息,如例如在各个启动模式下,启动期间的CPU缓存设置,用于与外部存储器通信的引导外设(xSPI或SDHI)的配置以及加载程序的size等等。


Parameters for Loader的结构如下:

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除了上述信息,其中DSET_ADDR_NML是跟多核启动相关的关键参数;该参数决定Loader Program的加载地址,而BOOTROM根据这个地址决定接下来在哪个核上,从哪个地址开始执行LOADER程序。


这里补充一下T2H程序结构和基本加载启动流程:


T2H平台,烧录到External Flash上的内容逻辑上分成3部分:


  1. 上述的Parameter for Loader;

  2. Loader program;

  3. Application program;


启动时,BOOTROM根据Parameter for Loader从Flash加载Loader program到指定位置开始执行,然后Loader program再加载Application program并跳转执行。


在T2H多核架构下(4xCA55+2xCR52)Loader parameter中的:DEST_ADDR_NML有2个可能的地址范围,即BTCM7或者7System SRAM:


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如果BOOTROM判断到加载地址是在BTCM中,那CR52_0继续执行(second boot CPU仍然是CR52_0),从加载地址开始执行LOADER PROGRAM,并完成整个启动流程。


如果BOOTROM判断到加载地址是SYSTEM,系统会认为second boot CPU是CA55_0,BOOTROM 就会Reset release CA55_0,并把CR52_0转换到WFI状态,然后让CA55_0执行Loader program。


以上介绍了在T2H多核系统中的主核First boot CPU和Second boot CPU的启动过程,但是其他的Core此时都还是在Reset 状态,等待 Second boot CPU为其加载程序和释放。


接下来以52双核为例,说明CR52_0如何完成自身程序加载和加载并启动CR52_1的过程;



在这个示例中,CR52_0用作Second boot CPU,以下步骤是CR52_0的Loader Program需要完成的工作:


  1. 根据FSP时钟树,配置LSI的各个Clock;

  2. 初始化Loader Program的Data段和BSS段;

  3. 配置ADDRESS_EXPANDER_INIT:

    Address EXPANDER的作用是:通过映射的方法,使能32 bit Master访问4G area之外的地址空间,详见UM 13.4.5;

  4. TrustedZone 400初始化;

  5. COPY应用程序的PRG段/DATA段/BSS段,到相应的运行RAM空间。如果需要启动其他内核,则把其他内核的PRG/DATA,也COPY到对应RAM区域,然后Release目标内核;

  6. 核间通信用到的信号量初始化;

  7. Master MPU初始化;

  8. GIC初始化和系统定义的中断的初始化配置;

  9. TFU初始化;

  10. Main()跳转应用;


其中步骤5中启动目标CPU(CR52_1)

的步骤如下图:


图片


上述步骤中需要特别强调的地方:

启动过程,需要从CR52_0访问CR52_1的ATCM空间。根据T2H的架构,这个访问只能通过AXI总线,且必须把CR52_1的ATCM region通过MPU配置为Device属性,并且只能使用LD和ST指令;


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对应到代码中,上面的7个步骤在函数SystemInit()文件startup.c中都能找到对应的实现;


重点说明函数bsp_cpu_reset_release()该函数实现上述步骤的2,3,4,6,7;


重点分析步骤6:


代码段如下:


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这段代码完成的动作:

  1. 把1st分支指令[inst]经AXIS接口复制到CR52_1 ATCM的起始地址(dst_cpu1:0x2100_000);

  2. 复制跳转指令要用到的目标地址(addr);


操作到的存储地址如图示:


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最后步骤7:


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CR52_1跳转到入口函数system_init,开始执行:

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以上,以双CR52 Core为例,说明了T2H多核系统的BOOT流程。


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strongerHuang 作者黄工,高级嵌入式软件工程师,分享嵌入式软硬件、物联网、单片机、开发工具、电子等内容。
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