doc/board/AndesTech/ax25-ae350.rst

   1 .. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
   2
   3 AX25-AE350
   4 ==========
   5
   6 AE350 is the mainline SoC produced by Andes Technology using AX25 CPU core
   7 base on RISC-V architecture.
   8
   9 AE350 has integrated both AHB and APB bus and many periphals for application
  10 and product development.
  11
  12 AX25-AE350 is the SoC with AE350 hardcore CPU.
  13
  14 AX25 is Andes CPU IP to adopt RISC-V architecture.
  15
  16 AX25 Features
  17 -------------
  18
  19 CPU Core
  20  - 5-stage in-order execution pipeline
  21  - Hardware Multiplier
  22       - radix-2/radix-4/radix-16/radix-256/fast
  23  - Hardware Divider
  24  - Optional branch prediction
  25  - Machine mode and optional user mode
  26  - Optional performance monitoring
  27
  28 ISA
  29  - RV64I base integer instructions
  30  - RVC for 16-bit compressed instructions
  31  - RVM for multiplication and division instructions
  32
  33 Memory subsystem
  34  - I & D local memory
  35       - Size: 4KB to 16MB
  36  - Memory subsyetem soft-error protection
  37       - Protection scheme: parity-checking or error-checking-and-correction (ECC)
  38       - Automatic hardware error correction
  39
  40 Bus
  41  - Interface Protocol
  42       - Synchronous AHB (32-bit/64-bit data-width), or
  43       - Synchronous AXI4 (64-bit data-width)
  44
  45 Power management
  46  - Wait for interrupt (WFI) mode
  47
  48 Debug
  49  - Configurable number of breakpoints: 2/4/8
  50  - External Debug Module
  51       - AHB slave port
  52  - External JTAG debug transport module
  53
  54 Platform Level Interrupt Controller (PLIC)
  55  - AHB slave port
  56  - Configurable number of interrupts: 1-1023
  57  - Configurable number of interrupt priorities: 3/7/15/63/127/255
  58  - Configurable number of targets:  1-16
  59  - Preempted interrupt priority stack
  60
  61 Configurations
  62 --------------
  63
  64 CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT:
  65         If you want to boot this system from SPI ROM and bypass e-bios (the
  66         other boot loader on ROM). You should undefine CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
  67         in "include/configs/ax25-ae350.h".
  68
  69 Build and boot steps
  70 --------------------
  71
  72 Build:
  73
  74 1. Prepare the toolchains and make sure the $PATH to toolchains is correct.
  75 2. Use `make ae350_rv[32|64]_defconfig` in u-boot root to build the image for
  76    32 or 64 bit.
  77
  78 Verification:
  79
  80 1. startup
  81 2. relocation
  82 3. timer driver
  83 4. uart driver
  84 5. mac driver
  85 6. mmc driver
  86 7. spi driver
  87
  88 Steps
  89 -----
  90
  91 1. Define CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT to build u-boot which is loaded via gdb from ram.
  92 2. Undefine CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT to build u-boot which is booted from spi rom.
  93 3. Ping a server by mac driver
  94 4. Scan sd card and copy u-boot image which is booted from flash to ram by sd driver.
  95 5. Burn this u-boot image to spi rom by spi driver
  96 6. Re-boot u-boot from spi flash with power off and power on.
  97
  98 Messages of U-Boot boot on AE350 board
  99 --------------------------------------
 100
 101 .. code-block:: none
 102
 103    U-Boot 2018.01-rc2-00033-g824f89a (Dec 21 2017 - 16:51:26 +0800)
 104
 105    DRAM:  1 GiB
 106    MMC:   mmc@f0e00000: 0
 107    SF: Detected mx25u1635e with page size 256 Bytes, erase size 4 KiB, total 2 MiB
 108    In:    serial@f0300000
 109    Out:   serial@f0300000
 110    Err:   serial@f0300000
 111    Net:
 112    Warning: mac@e0100000 (eth0) using random MAC address - be:dd:d7:e4:e8:10
 113    eth0: mac@e0100000
 114
 115    RISC-V # version
 116    U-Boot 2018.01-rc2-00033-gb265b91-dirty (Dec 22 2017 - 13:54:21 +0800)
 117
 118    riscv32-unknown-linux-gnu-gcc (GCC) 7.2.0
 119    GNU ld (GNU Binutils) 2.29
 120
 121    RISC-V # setenv ipaddr 10.0.4.200 ;
 122    RISC-V # setenv serverip 10.0.4.97 ;
 123    RISC-V # ping 10.0.4.97 ;
 124    Using mac@e0100000 device
 125    host 10.0.4.97 is alive
 126
 127    RISC-V # mmc rescan
 128    RISC-V # fatls mmc 0:1
 129       318907   u-boot-ae350-64.bin
 130         1252   hello_world_ae350_32.bin
 131       328787   u-boot-ae350-32.bin
 132
 133    3 file(s), 0 dir(s)
 134
 135    RISC-V # sf probe 0:0 50000000 0
 136    SF: Detected mx25u1635e with page size 256 Bytes, erase size 4 KiB, total 2 MiB
 137
 138    RISC-V # sf test 0x100000 0x1000
 139    SPI flash test:
 140    0 erase: 36 ticks, 111 KiB/s 0.888 Mbps
 141    1 check: 29 ticks, 137 KiB/s 1.096 Mbps
 142    2 write: 40 ticks, 100 KiB/s 0.800 Mbps
 143    3 read: 20 ticks, 200 KiB/s 1.600 Mbps
 144    Test passed
 145    0 erase: 36 ticks, 111 KiB/s 0.888 Mbps
 146    1 check: 29 ticks, 137 KiB/s 1.096 Mbps
 147    2 write: 40 ticks, 100 KiB/s 0.800 Mbps
 148    3 read: 20 ticks, 200 KiB/s 1.600 Mbps
 149
 150    RISC-V # fatload mmc 0:1 0x600000 u-boot-ae350-32.bin
 151    reading u-boot-ae350-32.bin
 152    328787 bytes read in 324 ms (990.2 KiB/s)
 153
 154    RISC-V # sf erase 0x0 0x51000
 155    SF: 331776 bytes @ 0x0 Erased: OK
 156
 157    RISC-V # sf write 0x600000 0x0 0x50453
 158    device 0 offset 0x0, size 0x50453
 159    SF: 328787 bytes @ 0x0 Written: OK
 160
 161    RISC-V # crc32 0x600000 0x50453
 162    crc32 for 00600000 ... 00650452 ==> 692dc44a
 163
 164    RISC-V # crc32 0x80000000 0x50453
 165    crc32 for 80000000 ... 80050452 ==> 692dc44a
 166    RISC-V #
 167
 168    *** power-off and power-on, this U-Boot is booted from spi flash     ***
 169
 170    U-Boot 2018.01-rc2-00032-gf67dd47-dirty (Dec 21 2017 - 13:56:03 +0800)
 171
 172    DRAM:  1 GiB
 173    MMC:   mmc@f0e00000: 0
 174    SF: Detected mx25u1635e with page size 256 Bytes, erase size 4 KiB, total 2 MiB
 175    In:    serial@f0300000
 176    Out:   serial@f0300000
 177    Err:   serial@f0300000
 178    Net:
 179    Warning: mac@e0100000 (eth0) using random MAC address - ee:4c:58:29:32:f5
 180    eth0: mac@e0100000
 181    RISC-V #
 182
 183
 184 Boot bbl and riscv-linux via U-Boot on QEMU
 185 -------------------------------------------
 186
 187 1. Build riscv-linux
 188 2. Build bbl and riscv-linux with --with-payload
 189 3. Prepare ae350.dtb
 190 4. Creating OS-kernel images
 191
 192 .. code-block:: none
 193
 194    ./mkimage -A riscv -O linux -T kernel -C none -a 0x0000 -e 0x0000 -d bbl.bin bootmImage-bbl.bin
 195    Image Name:
 196    Created:      Tue Mar 13 10:06:42 2018
 197    Image Type:   RISC-V Linux Kernel Image (uncompressed)
 198    Data Size:    17901204 Bytes = 17481.64 KiB = 17.07 MiB
 199    Load Address: 00000000
 200    Entry Point:  00000000
 201
 202 5. Copy bootmImage-bbl.bin and ae350.dtb to qemu sd card image
 203 6. Message of booting riscv-linux from bbl via u-boot on qemu
 204
 205 .. code-block:: none
 206
 207    U-Boot 2018.03-rc4-00031-g2631273 (Mar 13 2018 - 15:02:55 +0800)
 208
 209    DRAM:  1 GiB
 210    main-loop: WARNING: I/O thread spun for 1000 iterations
 211    MMC:   mmc@f0e00000: 0
 212    Loading Environment from SPI Flash... *** Warning - spi_flash_probe_bus_cs() failed, using default environment
 213
 214    Failed (-22)
 215    In:    serial@f0300000
 216    Out:   serial@f0300000
 217    Err:   serial@f0300000
 218    Net:
 219    Warning: mac@e0100000 (eth0) using random MAC address - 02:00:00:00:00:00
 220    eth0: mac@e0100000
 221    RISC-V # mmc rescan
 222    RISC-V # mmc part
 223
 224    Partition Map for MMC device 0  --   Partition Type: DOS
 225
 226    Part    Start Sector    Num Sectors     UUID            Type
 227    RISC-V # fatls mmc 0:0
 228     17901268   bootmImage-bbl.bin
 229         1954   ae2xx.dtb
 230
 231    2 file(s), 0 dir(s)
 232
 233    RISC-V # fatload mmc 0:0 0x00600000 bootmImage-bbl.bin
 234    17901268 bytes read in 4642 ms (3.7 MiB/s)
 235    RISC-V # fatload mmc 0:0 0x2000000 ae350.dtb
 236    1954 bytes read in 1 ms (1.9 MiB/s)
 237    RISC-V # setenv bootm_size 0x2000000
 238    RISC-V # setenv fdt_high 0x1f00000
 239    RISC-V # bootm 0x00600000 - 0x2000000
 240    ## Booting kernel from Legacy Image at 00600000 ...
 241       Image Name:
 242       Image Type:   RISC-V Linux Kernel Image (uncompressed)
 243       Data Size:    17901204 Bytes = 17.1 MiB
 244       Load Address: 00000000
 245       Entry Point:  00000000
 246       Verifying Checksum ... OK
 247    ## Flattened Device Tree blob at 02000000
 248       Booting using the fdt blob at 0x2000000
 249       Loading Kernel Image ... OK
 250       Loading Device Tree to 0000000001efc000, end 0000000001eff7a1 ... OK
 251    [    0.000000] OF: fdt: Ignoring memory range 0x0 - 0x200000
 252    [    0.000000] Linux version 4.14.0-00046-gf3e439f-dirty (rick@atcsqa06) (gcc version 7.1.1 20170509 (GCC)) #1 Tue Jan 9 16:34:25 CST 2018
 253    [    0.000000] bootconsole [early0] enabled
 254    [    0.000000] Initial ramdisk at: 0xffffffe000016a98 (12267008 bytes)
 255    [    0.000000] Zone ranges:
 256    [    0.000000]   DMA      [mem 0x0000000000200000-0x000000007fffffff]
 257    [    0.000000]   Normal   empty
 258    [    0.000000] Movable zone start for each node
 259    [    0.000000] Early memory node ranges
 260    [    0.000000]   node   0: [mem 0x0000000000200000-0x000000007fffffff]
 261    [    0.000000] Initmem setup node 0 [mem 0x0000000000200000-0x000000007fffffff]
 262    [    0.000000] elf_hwcap is 0x112d
 263    [    0.000000] random: fast init done
 264    [    0.000000] Built 1 zonelists, mobility grouping on.  Total pages: 516615
 265    [    0.000000] Kernel command line: console=ttyS0,38400n8 earlyprintk=uart8250-32bit,0xf0300000 debug loglevel=7
 266    [    0.000000] PID hash table entries: 4096 (order: 3, 32768 bytes)
 267    [    0.000000] Dentry cache hash table entries: 262144 (order: 9, 2097152 bytes)
 268    [    0.000000] Inode-cache hash table entries: 131072 (order: 8, 1048576 bytes)
 269    [    0.000000] Sorting __ex_table...
 270    [    0.000000] Memory: 2047832K/2095104K available (1856K kernel code, 204K rwdata, 532K rodata, 12076K init, 756K bss, 47272K reserved, 0K cma-reserved)
 271    [    0.000000] SLUB: HWalign=64, Order=0-3, MinObjects=0, CPUs=1, Nodes=1
 272    [    0.000000] NR_IRQS: 0, nr_irqs: 0, preallocated irqs: 0
 273    [    0.000000] riscv,cpu_intc,0: 64 local interrupts mapped
 274    [    0.000000] riscv,plic0,e4000000: mapped 31 interrupts to 1/2 handlers
 275    [    0.000000] clocksource: riscv_clocksource: mask: 0xffffffffffffffff max_cycles: 0x24e6a1710, max_idle_ns: 440795202120 ns
 276    [    0.000000] Calibrating delay loop (skipped), value calculated using timer frequency.. 20.00 BogoMIPS (lpj=40000)
 277    [    0.000000] pid_max: default: 32768 minimum: 301
 278    [    0.004000] Mount-cache hash table entries: 4096 (order: 3, 32768 bytes)
 279    [    0.004000] Mountpoint-cache hash table entries: 4096 (order: 3, 32768 bytes)
 280    [    0.056000] devtmpfs: initialized
 281    [    0.060000] clocksource: jiffies: mask: 0xffffffff max_cycles: 0xffffffff, max_idle_ns: 7645041785100000 ns
 282    [    0.064000] futex hash table entries: 256 (order: 0, 6144 bytes)
 283    [    0.068000] NET: Registered protocol family 16
 284    [    0.080000] vgaarb: loaded
 285    [    0.084000] clocksource: Switched to clocksource riscv_clocksource
 286    [    0.088000] NET: Registered protocol family 2
 287    [    0.092000] TCP established hash table entries: 16384 (order: 5, 131072 bytes)
 288    [    0.096000] TCP bind hash table entries: 16384 (order: 5, 131072 bytes)
 289    [    0.096000] TCP: Hash tables configured (established 16384 bind 16384)
 290    [    0.100000] UDP hash table entries: 1024 (order: 3, 32768 bytes)
 291    [    0.100000] UDP-Lite hash table entries: 1024 (order: 3, 32768 bytes)
 292    [    0.104000] NET: Registered protocol family 1
 293    [    0.616000] Unpacking initramfs...
 294    [    1.220000] workingset: timestamp_bits=62 max_order=19 bucket_order=0
 295    [    1.244000] io scheduler noop registered
 296    [    1.244000] io scheduler cfq registered (default)
 297    [    1.244000] io scheduler mq-deadline registered
 298    [    1.248000] io scheduler kyber registered
 299    [    1.360000] Serial: 8250/16550 driver, 4 ports, IRQ sharing disabled
 300    [    1.368000] console [ttyS0] disabled
 301    [    1.372000] f0300000.serial: ttyS0 at MMIO 0xf0300020 (irq = 10, base_baud = 1228800) is a 16550A
 302    [    1.392000] console [ttyS0] enabled
 303    [    1.392000] ftmac100: Loading version 0.2 ...
 304    [    1.396000] ftmac100 e0100000.mac eth0: irq 8, mapped at ffffffd002005000
 305    [    1.400000] ftmac100 e0100000.mac eth0: generated random MAC address 6e:ac:c3:92:36:c0
 306    [    1.404000] IR NEC protocol handler initialized
 307    [    1.404000] IR RC5(x/sz) protocol handler initialized
 308    [    1.404000] IR RC6 protocol handler initialized
 309    [    1.404000] IR JVC protocol handler initialized
 310    [    1.408000] IR Sony protocol handler initialized
 311    [    1.408000] IR SANYO protocol handler initialized
 312    [    1.408000] IR Sharp protocol handler initialized
 313    [    1.408000] IR MCE Keyboard/mouse protocol handler initialized
 314    [    1.412000] IR XMP protocol handler initialized
 315    [    1.456000] ftsdc010 f0e00000.mmc: mmc0 - using hw SDIO IRQ
 316    [    1.464000] bootconsole [early0] uses init memory and must be disabled even before the real one is ready
 317    [    1.464000] bootconsole [early0] disabled
 318    [    1.508000] Freeing unused kernel memory: 12076K
 319    [    1.512000] This architecture does not have kernel memory protection.
 320    [    1.520000] mmc0: new SD card at address 4567
 321    [    1.524000] mmcblk0: mmc0:4567 QEMU! 20.0 MiB
 322    [    1.844000]  mmcblk0:
 323    Wed Dec  1 10:00:00 CST 2010
 324    / #
 325
 326
 327 TODO
 328 ----
 329 Boot bbl and riscv-linux via U-Boot on AE350 board