第2章海思芯片启动流程

第二章海思芯片启动流程：从复位到系统运行

大家好，我是你们的嵌入式系统讲师。今天我们来聊聊海思芯片的启动流程。说实话，这个主题我讲了不下几十次，但每次都有新感悟。芯片启动，说白了就是一颗芯片从"死"到"活"的过程。你想想看，一个刚上电的芯片，内存里全是随机数据，它怎么知道该执行什么？

我在项目中遇到过不少启动相关的问题，有些问题查了好几天，最后发现是某个时序没配好。嗯，今天就把这些经验分享给大家。

芯片上电后，第一件事就是复位。复位信号会强制芯片进入一个已知的初始状态。海思芯片的复位分为几种：

我个人习惯在硬件设计时，把复位电路单独拿出来仔细检查。曾经有个项目，因为复位电容选大了，导致芯片上电后迟迟不能进入正常工作状态，查了两天才发现是复位时间太长。

注意：海思芯片对复位时序有严格要求。复位信号必须在电源稳定后保持至少10ms的低电平。这个时间太短，芯片可能初始化不完全；太长，又会影响系统启动速度。

复位完成后，CPU会从固定的地址开始执行代码。这个地址指向的就是芯片内部的BootROM。BootROM是芯片出厂时固化的一段程序，你改不了它。

BootROM主要做三件事：

我记得有一次调试，芯片死活起不来，串口没有任何输出。后来用示波器一量，发现BootROM根本没执行完——因为时钟晶振没起振。这种问题其实挺常见的，大家遇到启动失败，先检查时钟和电源。

关键点：BootROM的执行时间通常在几十到几百毫秒之间。如果超过1秒还没有任何输出，基本可以断定硬件有问题。

BootROM把Bootloader加载到内存后，控制权就交给了Fastboot或Uboot。海思芯片通常使用Fastboot，但有些平台也支持Uboot。

Bootloader要做的事情比BootROM多得多：

这里我特别想强调一下设备树（Device Tree）。很多刚入行的朋友不理解设备树是干嘛的。说白了，设备树就是告诉内核："你的硬件长什么样，有哪些外设，地址是多少，中断号是多少。"没有设备树，内核根本不知道该怎么跟硬件打交道。

小技巧：调试Bootloader时，可以在串口打印中加入时间戳。这样你能清楚地看到每个阶段花了多少时间，对优化启动速度非常有帮助。

Bootloader把内核加载到内存后，会跳转到内核入口地址。内核开始执行后，会做一系列初始化工作：

我曾经遇到一个性能问题：内核启动花了整整5秒。后来发现是某个驱动在初始化时做了大量的延时等待。优化后，启动时间降到了1.2秒。所以大家写驱动时，尽量不要用mdelay这种粗暴的延时方式。

内核启动的最后一步，就是挂载根文件系统。根文件系统里放着什么呢？

根文件系统的类型有很多种：

我个人在开发阶段喜欢用NFS挂载根文件系统。为什么呢？因为修改了文件系统内容后，不需要重新烧录，直接重启就行。但产品量产时，一定要换成ext4或squashfs，毕竟网络不是随时都有的。

注意：根文件系统挂载失败是启动失败的常见原因。如果内核启动日志最后停在"VFS: Cannot open root device"，那基本就是根文件系统的问题。检查一下内核启动参数中的root=是否正确，或者文件系统镜像是否损坏。

好了，我们来梳理一下整个启动流程：

整个流程下来，快的设备能在2-3秒内完成，慢的可能要5-10秒。如果你做的是消费类产品，启动速度直接影响用户体验。我见过有些产品为了追求1秒开机，把内核裁剪得只剩几百KB，连不必要的驱动都去掉了。

嗯，这就是海思芯片的启动流程。下一章我们会深入讲解BootROM的细节，包括启动介质选择、安全启动等高级话题。有什么问题，欢迎在课后交流。