代码收藏家 Infineon Aurix TC397启动过程学习
一、概览
TC397整个启动过程如下图所示：
首先由某个复位事件开始，必要情况下经历上电过程，然后执行芯片的引导固件进而跳转到用户启动代码，最后执行用户程序，因此整个过程可总结为”复位、上电、引导、启动”八个字。
二、复位
2.1 复位类型
2.1.1 Cold(initial) power-on reset
冷复位，芯片供电从无到有时产生的复位事件，整个芯片会回到初始状态。
2.1.2 System reset
产生系统复位的复位源根据来源可以分为三类：
1.来自片内外设——如看门狗定时器超时产生复位
2.来自片外外设——连接外设的引脚被设为触发源，外设改变引脚状态时产生复位
3.来自软件设置——软件写相关寄存器控制位产生复位
对于大多数复位源来讲，是否产生系统复位可以由软件进行配置。
和冷复位相反，系统复位属于暖复位（warm power-on reset），即整个过程芯片不断电。发生系统复位后，芯片内部除了供电模块、调试模块和复位寄存器外其它部分会回到初始状态。
2.1.3 Application reset
应用复位和系统复位类似，复位源一样分为三类，是否产生应用复位一样可以通过软件设置，主要区别是应用复位后芯片的所有外设、CPU和部分SCU寄存器会回到初始状态，其他部分（如时钟）状态维持不变，影响范围比系统复位要小，也因此应用复位耗时最短。
2.1.4 CPU module reset
CPU复位只影响CPU自身，CPU外围设备不受影响，从核复位会进入halt状态，主核（CPU0）复位会跳转到程序入口地址。
三、引导固件
Boot firmware存储在Boot ROM内，TC397 Boot ROM区间定义如下：
| Segment | Address Range | Size | Description |
|---|---|---|---|
| 8(cached) | 8FFF 0000H – 8FFF FFFFH | 64KB | Boot ROM(BROM) |
| 10(non-cached) | AFFF 0000H – AFFF FFFFH | 64KB | Boot ROM(BROM) |
芯片复位后最先由CPU0执行Boot firmware代码，其他CPU处于halt状态。Boot firmware会对启动模式进行评估，并根据评估结果执行相应启动流程，此外还会进行一些初始化配置操作（如准备Flash、配置芯片寄存器、初始化RAM等），其执行流程如下图所示：
3.1 BMHD
Boot firmware根据BMHD（Boot Mode Header）来评估启动模式，BMHD有四个（BMHDx for x=0~3）存储在UCB区域内，为了以防数据损坏，每个BMHD又包含一个备份（COPY），每组BMHD（BMHD_ORIG和BMHD_COPY）需要同时设置，不能只设置其中一个。
BMHD在UCB中的地址定义如下：
| Address range | Size | BMHD block |
|---|---|---|
| 0xAF400000 | 512 Bytes | UCB_BMHD0_ORIG |
| 0xAF400200 | 512 Bytes | UCB_BMHD1_ORIG |
| 0xAF400400 | 512 Bytes | UCB_BMHD2_ORIG |
| 0xAF400600 | 512 Bytes | UCB_BMHD3_ORIG |
| 0xAF401000 | 512 Bytes | UCB_BMHD0_COPY |
| 0xAF401200 | 512 Bytes | UCB_BMHD1_COPY |
| 0xAF401400 | 512 Bytes | UCB_BMHD2_COPY |
| 0xAF401600 | 512 Bytes | UCB_BMHD3_COPY |
每个BMHD结构定义如下：
<>PINDIS
该位和引脚P14.3(HWCFG[3])一起用来控制是否通过MCU引脚P10.5(HWCFG[4])和P10.6(HWCFG[5])选择启动模式。
<> HWCFG
该位域决定启动模式，作用时机见上表。
<> LSENA0~LSENA3
CPU0~CPU3的lockstep功能设置，TC397有六个核，其中只有四个核具有锁步核。
<> LBISTENA
控制是否使能LBIST自检功能。
<> BMHDID
只能为0xB359，取其他值时无效。
<> STAD
指定程序起始地址，配合启动模式使用，当选择ABM模式时为ABMH（Alternate Boot Mode Header）的地址，当选择内部Flash启动时为用户启动代码入口地址。
<> CRCBMHD
BMHD前八个字节（BMI、BMHDID、STAD）的CRC校验值，CRC参数如下：
| CRC算法名称 | 多项式 | 初始值 | 结果异或值 | 输入反转 | 输出反转 |
|---|---|---|---|---|---|
| CRC-32 | 04C11DB7 | FFFFFFFF | FFFFFFFF | true | true |
<> CRCBMHD_N
为CRCBMHD值取反。
四、启动代码
启动代码的流程示意如下：
启动代码分为六个阶段：
Phase1
初始化PSW寄存器，评估复位类型是application reset、power-on reset还是CPU0 reset。
由SW、STMx、SMU、ESRx和CB3(Cerberus 3)触发的复位属于application reset，其他的复位源属于system reset。
Phase2
该阶段只在冷复位(Cold power-on reset)情况下才会执行，包含三部分：
- 根据使用情况初始化并校验EVR寄存器；
- 评估LBIST测试结果；
- 执行MONBIST测试；
Phase3
第三阶段会设置CSA，初始化栈指针(A10)，因此在该阶段结束后才可以使用函数调用，但不能使用全局变量。
Phase4
该阶段只在power-on reset情况下才会执行，包含三部分：
- MMIC时钟检查（for ADAS);
- 初始化时钟和flash，喂狗；
- 执行MBIST测试；
Phase5
该阶段可选，主要针对功能安全方面，处理SMU各种alarm。
Phase6
最后阶段处理多核启动，具体包括：
- 通过设置CPU的PCON和DCON寄存器使能PCACHE和DCACHE功能；
- 初始化BIV和BTV，支持中断和TRAP机制；
- 初始化全局变量；
- 启动从核，多核启动按照菊花链的方式，即由CPU0启动CPU1，CPU1启动CPU2，直到CPU4启动CPU5。
