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【开源共享】全网最简单易用的imx6ull烧写工具设计初衷&工作原理&设计前的思考

时间：2023-07-04 11:38:59浏览次数：54  
标签：bin uuu boot 烧写 FB 易用 imx6ull 固件

论  坛：http://bbs.100ask.net/（学术答疑）
公 众 号：百问科技

版本

日期

作者

说明

V1

2020

韦东山

技术文档


【开源共享】全网最简单易用的imx6ull烧写工具设计初衷&工作原理&设计前的思考_上传

公布完好消息，接下来重点谈谈开源烧写工具100ask_imx6ull_Flashing tool。

100ask_imx6ull_Flashing tool由深圳百问网科技有限公司(下称：百问网) 独立开发，版权归百问网所有，并保留对本手册的一切权力。以下内容来自【100ask_imx6ull烧写工具设计与使用说明.docx】。该文档以及100ask_imx6ull_Flashing tool全部源代码都可以从以下网站获取(1或者2均可，内容一样)：

  1. https://github.com/100askTeam/gui_for_nxp_uuu
  2. https://weidongshan.coding.net/p/gui_for_nxp_uuu/git (若github下载较慢，可以从国内的coding网站下载)

下面是本文目录，大概5000字，可以收藏再看。

目录

1.为什么要重新开发烧写工具

2.实现原理

3.uuu使用示例

3.1 下载运行裸机程序(uboot也是裸机)

3.2 烧写led.imx到EMMC

4.特制的Uboot

5.EXT4文件系统制作注意事项

5.1 使用Buildroot制作映像文件时

5.2 使用mkfs.ext4制作映像文件时

6.100ASK_IMX6ULL_Flashing_tool使用说明

6.1 基础版：专用于100ASK_IMX6ULL

6.2 专业版：更强大、更灵活、适合所有开发板

7.100ASK_IMX6ULL_Flashing_tool设计前的思考

7.1 基础版

7.1.1 判断设备是否连接：应该全程监测

7.1.2 判断设备的固件是否已经在运行

7.1.3 烧写整个系统

7.1.4 更新内核

7.1.5 更新设备树

7.1.6 更新Uboot

7.1.7 烧写裸机

7.1.8 上传用户文件到根目录

7.2 专业版

7.2.1 判断设备是否连接：应该全程监测

7.2.2 判断设备的固件是否已经在运行

7.2.3 运行固件/裸机

7.2.4 烧写boot/裸机

7.2.5 烧写整个系统

7.2.6 上传任意文件

8.GUI的其他版本

1.为什么要重新开发烧写工具

NXP公司给IMX6ULL开发板提供了烧写工具：mfgtools。它的使用界面如下：

【开源共享】全网最简单易用的imx6ull烧写工具设计初衷&工作原理&设计前的思考_开发板_02

操作很简单，一键烧写整个映象文件。

但是，缺点也很多：

a. 不能单独烧写bootloader、内核、设备树

或者说，可以实现这些功能，但是需要你去修改xml配置文件，对初学者不友善，对老手也显得麻烦。

b. 烧写速度慢

烧写500M的系统，耗时5分钟(我们的工具可以在1分钟内烧完)。

基于上述缺点，我们决定自己开发烧写工具100ask_imx6ull_flashing_tool，并且完全开源。它有如下特点：

a. 可以烧写整个系统，也可以单独烧写bootloader、内核、设备树

b. 可以上传用户文件到开发板系统中任意目录里

c. 快，烧写速度是原厂工具mfgtools的5倍

d. 支持所有厂家的开发板烧写，注意：不只是支持100ask_imx6ull

它的界面如下，有基础版、专业版两个页面：

【开源共享】全网最简单易用的imx6ull烧写工具设计初衷&工作原理&设计前的思考_固件_03

2.实现原理

IMX6ULL本身支持USB启动，即PC通过USB线向开发板下载、运行程序。那么我们可以下载一个特殊的程序，这个程序支持：

a. 通过USB线接收PC文件

b. 通过USB线接收PC的命令

c. 根据这些命令烧写板子

所以我们需要2个软件：PC软件、特制的程序。如下图所示(imx6ull boot ROM程序是固化在芯片内部的，设置为USB模式时它就会自动运行)：

【开源共享】全网最简单易用的imx6ull烧写工具设计初衷&工作原理&设计前的思考_上传_04

一开始，PC软件通过SDP协议向IMX6ULL芯片下载、运行特制的程序，SDP协议是IMX6ULL厂家自己的协议。

特制的程序支持Fastboot协议，这是安卓系统常用的刷机协议。这程序运行起来后，PC软件就通过FB协议与它通信，可以下载文件、发送命令。

特制的程序接收到命令后，就可以去烧写系统。

幸运的是，NXP公司已经提供了PC软件，名为uuu：UniversalUpdate Utility(又名mfgtools 3.0)。

支持Fastboot协议的u-boot也有源码，可惜跟uuu不太适配，需要做很多修改。

我们还实现了通过uuu向u-boot下载文件，通过u-boot烧写FAT、EXT4分区。可惜u-boot并未支持EXT4的某些新特性，所以制作EXT4文件系统时也需要做些修改。

所以我们要做的就是：

a. 修改u-boot，让它跟uuu的配合更顺畅。

b. 修改制作EXT4文件系统的方法，去掉u-boot未支持的特性

c. 编写GUI 界面，使用更方便。

3.uuu使用示例

要给uuu修改配套的u-boot，要给它写GUI，第一件事当然就是熟悉uuu的使用：先用命令行。

uuu的GITHUB地址为：

https://github.com/NXPmicro/mfgtools

里面也有编译好的可执行程序：uuu.exe(Windows用)、uuu(Linux用)，还有一个uuu.pdf。

3.1 下载运行裸机程序(uboot也是裸机)

我们在GITHUB中已经有现成的LED裸机程序和uboot，可以直接运行。

首先开发板设置为USB启动模式，不插SD/TF卡，并上电：

【开源共享】全网最简单易用的imx6ull烧写工具设计初衷&工作原理&设计前的思考_上传_05

然后，按下图操作：

【开源共享】全网最简单易用的imx6ull烧写工具设计初衷&工作原理&设计前的思考_上传_06

上图中的命令“.\bin\uuu.exe .\files\led.imx”将会执行内嵌的脚本，类似如下命令：

.\bin\uuu.exe SDP: boot -f ".\files\led.imx"

SDP是协议，uuu通过SDP协议跟板子上的bootROM通信；

boot是命令，表示要启动，后面的“-f”表示要启动哪个文件。

你还可以把它写入一个脚本文件，比如led.clst (后缀含义clst：commandlist)：

uuu_version 1.2.39

SDP: boot -f “.\files\led.imx”

SDP: done

clst文件中第1行必须写uuu_version，表明它适用的最低版本号。

然后在命令行中执行如下命令，也可以达到同样的效果：

.\bin\uuu.exe led.clst

3.2 烧写led.imx到EMMC

uuu本身没有烧写功能，所以需要借助特制的程序：支持Fastboot协议的uboot。

在GITHUB中我们也提供了该uboot。

开发板设置为USB模式启动，并打开命令行后，可以如下操作把led.imx烧写到EMMC：

.\bin\uuu.exe -b emmc .\firmware\u-boot-dtb_fastboot_100ask.imx .\files\led.imx

命令解析：

a. “-b emmc”：burnemmc，烧写EMMC

b. 需要借助特制的程序：.\firmware\u-boot-dtb_fastboot_100ask.imx

c. 烧写谁？.\files\led.imx

这个命令其实会使用内嵌的脚本来烧写，可以执行“.\bin\uuu.exe -bshow emmc”查看脚本，结果如下：

uuu_version 1.2.39

#@_flash.bin | bootloader

#@_image [_flash.bin] | image burn to emmc, default is the same as bootloader

#This command will be run when i.MX6/7i.MX8MM, i.MX8MQ

SDP: boot -f _flash.bin

#This command will be run when ROM support streammode

#i.MX8QXP, i.MX8QM

SDPS: boot -f _flash.bin

#These commands will be run when use SPL andwill be skipped if no spl

#SDPU will be deprecated. please use SDPVinstead of SDPU

#{

SDPU: delay 1000

SDPU: write -f _flash.bin -offset 0x57c00

SDPU: jump

#}

#These commands will be run when use SPL andwill be skipped if no spl

#if (SPL support SDPV)

#{

SDPV: delay 1000

SDPV: write -f _flash.bin -skipspl

SDPV: jump

#}

FB: ucmd setenv fastboot_dev mmc

FB: ucmd setenv mmcdev ${emmc_dev}

FB: ucmd mmc dev ${emmc_dev}

FB: flash bootloader _image

FB: ucmd if env exists emmc_ack; then ; elsesetenv emmc_ack 0; fi;

FB: ucmd mmc partconf ${emmc_dev} ${emmc_ack} 10

FB: Done

这个脚本支持IMX6、IMX7、IMX8MM、IMX8Q，我们只关心IMX6ULL的话，脚本可以精简为burn_led.clst，内容如下：

uuu_version 1.2.39

SDP: boot -f .\firmware\u-boot-dtb_fastboot_100ask.imx

FB: ucmd setenv fastboot_dev mmc

FB: ucmd setenv mmcdev ${emmc_dev}

FB: ucmd mmc dev ${emmc_dev}

FB: flash bootloader .\files\led.imx

FB: ucmd if env exists emmc_ack; then ; else setenvemmc_ack 0; fi;

FB: ucmd mmc partconf ${emmc_dev} ${emmc_ack} 10

FB: Done

可以看到除了使用SDP协议启动特制的Uboot之外，就是使用FB协议跟这个Uboot通信了。这些FB命令举个例子来讲解：

【开源共享】全网最简单易用的imx6ull烧写工具设计初衷&工作原理&设计前的思考_固件_07

从这些脚本可知， uuu更多的时候是通过FB协议向Uboot下载文件、发送命令；核心都是Uboot，苦活累活是Uboot做的。

4.特制的Uboot

修改说明有时间再补，主要参考uuu.pdf，还有根据uuu内嵌的脚本添加环境变量。

在GITHU中已经有改好的源码，编译方法如下(你的工具链的PATH可能跟我们的不同，请自行修改)：

export ARCH=arm

export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-

exportPATH=$PATH:/home/book/100ask_imx6ull-sdk/ToolChain/gcc-linaro-6.2.1-2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin

cd uboot-imx_fastboot

cp config_ok .config

make

cp u-boot-dtb.imx u-boot-dtb_fastboot_100ask.imx

所得到的u-boot-dtb_fastboot_100ask.imx文件就是特制的Uboot，我们的烧写工具中已经在firmware目录里放置了该文件。

5.EXT4文件系统制作注意事项

我们的GUI功能强大，可以把PC上的任意文件发给Uboot，再借助它的ext4write命令烧写到板子上的任意目录中。

但是Uboot对EXT4的支持并没有跟得上Linux，比如它不支持新特性：metadata_csum。所以在PC上制作EXT4映像文件时，要去除这个特性。

5.1 使用Buildroot制作映像文件时

在Buildroot源码目录下执行make menuconfig，如下图添加选项即可：

【开源共享】全网最简单易用的imx6ull烧写工具设计初衷&工作原理&设计前的思考_固件_08

5.2 使用mkfs.ext4制作映像文件时

我们有时候使用mkfs.ext4来制作EXT4映像，有些Linux系统的mkfs.ext4版本比较低，它本来就不支持metadata_csum特性，所以不需要加上特别的选项。经测试：1.43及以下版本的mkfs.ext4不需要做特别设置。

对于高于1.43的mkfs.ext4，制作映像文件时要加上参数“-O ^metadata_csum”，它是禁止metadata_csum的意思，比如：

dd if=/dev/zero of=rootfs.ext4 bs=1024 count=409600

mkfs.ext4 -O ^metadata_csum rootfs.ext4

sudo mount-t ext4 rootfs.ext4 /mnt

sudo tarxjf rootfs.tar.bz2 -C /mnt

sudo umount tmp

6.100ASK_IMX6ULL_Flashing_tool使用说明

100ASK_IMX6ULL_Flashing_tool是uuu工具的GUI前端，操作更便利。从GITHUB下载工具后，在“100ask_imx6ull烧写工具”目录下双击运行“100ask_imx6ull_flashing_tool.exe”。

它有“基础版”、“专业版”两个页面。

“基础版”是专为100ASK_IMX6ULL设计的，点击一下即可完成某项烧写。

“专业版”功能更强大，特别是它可以上传文件到某个分区、某个目录。有些厂家的开发板，zImage和设备树是在第1个分区里的，而100ASK_IMX6ULL的zImage和设备树是在第2个分区里，所以这些厂家的开发板就无法使用基础版来烧写，需要使用专业版，指定分区、指定分区格式、指定路径，然后再上传文件。

【开源共享】全网最简单易用的imx6ull烧写工具设计初衷&工作原理&设计前的思考_开发板_09

注意：开发板必须设置为USB模式，如果要用SD/TF卡，必须先上电再插卡；

不能先插卡再上电，不能先插卡再上电，不能先插卡再上电！

6.1 基础版：专用于100ASK_IMX6ULL

接线、设置USB启动的方式如下：

【开源共享】全网最简单易用的imx6ull烧写工具设计初衷&工作原理&设计前的思考_上传_10

注意：USB串口线可接可不接，接上只是为了观察烧写过程。
注意：设置为USB启动时，先不要接TF卡

板子复位或重新上电后，在APP里操作即可，一个图就可以列清楚所有步骤：

【开源共享】全网最简单易用的imx6ull烧写工具设计初衷&工作原理&设计前的思考_上传_11

各按钮作用如下：

a. 烧写整个系统：把emmc.img烧到EMMC上，或是把sdcard.img烧到SD/TF卡上；

b. 更新内核：把zImage上传到根文件系统的/boot目录

c. 更新设备树：把100ask_imx6ull-14x14.dtb上传到根文件系统的/boot目录

d. 更新Uboot：把u-boot-dtb.imx烧写到EMMC或SD/TF卡；

e. 烧写裸机：把所选裸机文件，烧写到EMMC或SD/TF卡；

f. 上传文件：把所选用户文件，上传到根文件系统的/目录

6.2 专业版：更强大、更灵活、适合所有imx6ull开发板

专业版的强大在于烧写文件时可以选择任意文件，上传文件时可以指定分区、分区格式、目标路径。用法也很简单，一图足以说明：

【开源共享】全网最简单易用的imx6ull烧写工具设计初衷&工作原理&设计前的思考_固件_12

有些开发板厂家把内核zImage、设备树放在第1个分区里，它通常是FAT分区。那么可以使用专业版来更新内核、更新设备树。

比如：

【开源共享】全网最简单易用的imx6ull烧写工具设计初衷&工作原理&设计前的思考_上传_13

几乎所有的开发板的第2个分区都是EXT4格式，我们可以上传文件到它的任意目录下，比如：

【开源共享】全网最简单易用的imx6ull烧写工具设计初衷&工作原理&设计前的思考_固件_14

7.100ASK_IMX6ULL_Flashing_tool设计前的思考

7.1 基础版
7.1.1 判断设备是否连接：应该全程监测

执行命令：

./bin/uuu -lsusb

结果中有"SDP" 或 “FB”

7.1.2 判断设备的固件是否已经在运行

执行命令：

./bin/uuu -lsusb

结果中有"FB"

7.1.3 烧写整个系统

如果设备的固件未运行: 帮用户运行固件，然后再烧写。

如果设备的固件已经运行: 则可以直接烧写。

烧写方法:

执行脚本

./bin/uuu scripts/basic/<emmc|sd|...>/write_all.clst

7.1.4 更新内核

如果设备的固件未运行: 帮用户运行固件，然后再烧写。

如果设备的固件已经运行: 则可以直接烧写。

烧写方法:

执行脚本

./bin/uuu scripts/basic/<emmc|sd|...>/write_kernel.clst

7.1.5 更新设备树

如果设备的固件未运行: 帮用户运行固件，然后再烧写。

如果设备的固件已经运行: 则可以直接烧写。

烧写方法:

执行脚本

./bin/uuu scripts/basic/<emmc|sd|...>/write_dtb.clst

7.1.6 更新Uboot

如果设备的固件未运行: 帮用户运行固件，然后再烧写。

如果设备的固件已经运行: 则可以直接烧写。

烧写方法:

执行脚本

./bin/uuu scripts/basic/<emmc|sd|...>/write_boot.clst

7.1.7 烧写裸机

如果设备的固件未运行: 帮用户运行固件，然后再烧写。

如果设备的固件已经运行: 则可以直接烧写。

烧写方法:

a. 根据用户选择，修改脚本，把要烧写的文件名替换进脚本里：

scripts/basic/<emmc|sd|...>/write_noos.clst

b. 执行脚本

./bin/uuu scripts/basic/<emmc|sd|...>/write_noos.clst

7.1.8 上传用户文件到根目录

如果设备的固件未运行: 帮用户运行固件，然后再烧写。

如果设备的固件已经运行: 则可以直接烧写。

上传方法:

a. 先下载文件:

./bin/uuu FB: download -f <file>

b. 然后设置环境变量:

./bin/uuu FB: ucmd setenv TARGET_FILE <路径> // 根据用户选择设置目标路径

c. 最后执行脚本

./bin/uuu scripts/pro/<emmc|sd|...>/write_user_file.clst

7.2 专业版
7.2.1 判断设备是否连接：应该全程监测

执行命令：

./bin/uuu -lsusb

结果中有"SDP" 或 “FB”

7.2.2 判断设备的固件是否已经在运行

执行命令：

./bin/uuu -lsusb

结果中有"FB"

7.2.3 运行固件/裸机

执行命令 ：

./bin/uuu -t 1 <file>

file: 默认是 firmware/u-boot-dtb_fastboot_100ask.imx；用户可选择。

7.2.4 烧写boot/裸机

如果设备的固件未运行: 帮用户运行固件，然后再烧写。

如果设备的固件已经运行: 则可以直接烧写。

烧写方法:

a. 根据用户选择修改脚本

scripts/pro/<emmc|sd|...>/write_boot.clst

b. 执行脚本：

./bin/uuu scripts/pro/<emmc|sd|...>/write_boot.clst

7.2.5 烧写整个系统

如果设备的固件未运行: 帮用户运行固件，然后再烧写。

如果设备的固件已经运行: 则可以直接烧写。

烧写方法:

a. 根据用户选择修改脚本

scripts/pro/<emmc|sd|...>/write_all.clst

b. 执行脚本：

./bin/uuu scripts/pro/<emmc|sd|...>/write_all.clst

7.2.6 上传任意文件

如果设备的固件未运行: 帮用户运行固件，然后再烧写。

如果设备的固件已经运行: 则可以直接烧写。

上传方法:

a. 先下载:

./bin/uuu FB: download -f <file>

b. 然后设置环境变量:

./bin/uuu FB: ucmd setenv SEL_DEV <EMMC | SD | NAND>

./bin/uuu FB: ucmd setenv PART <1|2|...> // 根据用户选择设置分区

./bin/uuu FB: ucmd setenv FSTYPE <FAT/EXT4> // 根据用户选择设置分区格式

c. 最后执行脚本

./bin/uuu scripts/pro/<emmc|sd|...>/write_user_file.clst

8. GUI的其他版本

我们的学员很厉害，我们刚发布第1版时，功能很简单，不能选择文件。是学员做出了QT版本的GUI，可以选择文件。

【开源共享】全网最简单易用的imx6ull烧写工具设计初衷&工作原理&设计前的思考_开发板_15

受此启发，我们才做出了专业版。

这位学员说，他正在Ubuntu下调试GUI，搞定后也会公开源码。

敬请期待。

-END-


标签：bin,uuu,boot,烧写,FB,易用,imx6ull,固件
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