RISC-V ICE EVB 开发板 windows环境下烧写更新开发板镜像

2021-06-28 05:36:45

本文作者：泓铭

简介

ICE EVB 是基于平头哥 RISCV 架构的 C910 CPU 的 ICE 高性能 SoC 开发板。

ICE 是一款通用智能数字 SoC 芯片，主要集了一个双核RISCV 64位 C910 处理器，一个 GPU 和 DPU 单元。同时提供了高速接口以及通用外设接口，用于与主控设备间的数据和命令交互。

内嵌平头哥双核 C910@1.2GHz
支持 DDR4 up to 2400Mbps
支持 GMAC 接口
支持 GPU，支持 3D
支持 RGB888 LCD 显示，最大支持 1080P

RISC-V ICE EVB 开发板 windows环境下烧写更新开发板镜像

开发板烧写镜像方式

ICE EVB 开发板可以使用 Linux、安卓系统，拿到的开发板出厂会烧写默认系统，当要更新或更换系统的时候，就需要进行镜像的烧写。

烧写开发板系统，大致分为以下三种情况：

板载系统正常，升级内核镜像、rootfs 镜像
板载系统正常，只更新内核、或更改设备树配置
开发板无法启动，烧写 u-boot 镜像

通常情况下，开发者只需要烧写、更新内核和 rootfs 镜像。从 eMMC 启动的方式，u-boot 镜像使用 eMMC 的 Boot Area Partition，一般情况不会被内核镜像和文件系统的用户数据破坏。

PC 环境准备

在 Windows 环境下烧写镜像、应用开发的时候，需要用到一些工具和依赖环境，推荐开发者使用 Windows 7 或 WIndows 10 环境开发。本文档以 Windows 10 环境为例说明。

下载、安装通用工具

- 下载串口终端工具 PuTTY，或使用其他串口工具也可
  从官网下载：https://www.putty.org/ ，根据实际电脑系统下载
  32位版本：(https://the.earth.li/~sgtatham/putty/latest/w32/putty-0.74-installer.msi)
  64位版本：(https://the.earth.li/~sgtatham/putty/latest/w64/putty-64bit-0.74-installer.msi)
- 解压缩工具可下载 7-zip
  https://www.7-zip.org/download.html
  根据实际电脑系统下载 32位版本或 64位版本。

下载 CCT_V0.95 工具，解压
https://yoc.docs.t-head.cn/tools/CCT_V0.95.zip
下载 fastboot 工具，解压
https://developer.android.google.cn/studio/releases/platform-tools
Python3 环境 (可选)
官网：https://www.python.org/downloads/
根据需要下载相应版本，推荐使用 3.x版本。
安装 pip (可选)
下载：https://bootstrap.pypa.io/get-pip.py
执行安装：python3 get-pip.py
安装 thead-tools (可选)
通过 pip 命令来安装 thead-tools 到你的系统中，thead-tools 支持 python2.7+、python3.6+。

sudo pip install thead-tools

# 如果使用官方地址下载过慢，可使用国内清华镜像源加速
sudo pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple thead-tools

通过 thead-tools 命令可以烧写 u-boot 镜像，通过命令 thead cct --help 查使用说明：

> thead cct --help
Usage: thead cct <uart|list|download> [param]

Options:
  -h, --help            show this help message and exit
  -u UART               CCT serial port device
  -f FILE
  -o OFFSET             Device start address
  -b BLOCK, --block=BLOCK
  -d DEVICE, --device=DEVICE
                        Device name
  -c, --compress
  -D, --debug           Enable debbug trace info

镜像介绍

访问 http://mirrors.aliyun.com/thead/images/riscv64-ice/ice_images.zip 下载最新镜像并解压到电脑上，如 D:\ 下：

RISC-V ICE EVB 开发板 windows环境下烧写更新开发板镜像

需要用到的是如下四个文件：

ice_ck910_imgwriter_asci_v5.bin： CCT 烧写 u-boot镜像工具
u-boot-with-spl.bin： uboot 引导镜像文件
boot.ext4： /boot 分区文件系统，ext4格式，包含 fw_jump.bin、uImage、hw.dtb
debian-rootfs.ext4： Debian 基础根文件系统镜像，ext4 格式
boot/： boot.ext4 镜像中的文件，直接更新内核、dtb 时候可以使用

烧写 boot 分区镜像

1.按照如下系统连接图连接好开发板：

RISC-V ICE EVB 开发板 windows环境下烧写更新开发板镜像

2.串口终端工具配置

PuTTY是一款集成虚拟终端、系统控制台和网络文件传输为一体的*及开放源代码的程序，它支持多种网络协议。

启动 PuTTY，进行串口参数设置。

按照实际电脑系统情况，在 Serial line 设置串口号，Speed 设为 115200。
将 Flow control 设置为 None ，注意，此步骤一定要设置正确，否则会造成串口终端无法输入。
保存配置，下次启动直接在Saved Sessions 中点击相应配置即可连接。
启动 PuTTY 串口终端。

RISC-V ICE EVB 开发板 windows环境下烧写更新开发板镜像

3.开发板开机后进入 u-boot，当 Console 串口出下提示时，按任键即可进行命令模式。

Warning: ethernet@3fffc0000 (eth0) using random MAC address - a6:7d:bc:02:7d:4d
eth0: ethernet@3fffc0000
Hit any key to stop autoboot:  3    <--- 出现此信息时按任意键进入u-boot

4.u-boot 环境配置

u-boot 配置命令列表如下（通过串口终端，在开发板上执行）：

# 恢复默认值
env default -a

# 配置 eMMC 分区
setenv uuid_rootfs "80a5a8e9-c744-491a-93c1-4f4194fd690b"
setenv partitions "name=table,size=2031KB"
setenv partitions "$partitions;name=boot,size=60MiB,type=boot"
setenv partitions "$partitions;name=root,size=-,type=linux,uuid=$uuid_rootfs"
gpt write mmc 0 $partitions

# 配置网络
# !!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 特别注意 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
# 如果网络中接入多块 ICE-EVB 开发板，每块开发板的 ethaddr 要唯一
setenv ethaddr 00:a0:a0:a0:a0:a1   # 如果网络中接入多块 ICE-EVB 开发板，ethaddr 要唯一
setenv ipaddr 192.168.1.100        # 开发板 IP 地址
setenv netmask 255.255.255.0
# ping 192.168.1.1                 # ping 主机的IP，可检验网络是否正常
saveenv                            # 将配置保存到 eMMC, 下次启动时无需再配置

# 开启fastboot模式
fastboot udp

※ printenv：可查看 u-boot 环境变量

5.烧写 boot 分区

在电脑上使用 fastboot 命令完成镜像烧写，192.168.1.100 是开发板的运行 u-boot 时配置的 IP 地址，使用 fastboot 命令前确认电脑与开发板在同一个子网。

为方便操作，可将 fastboot.exe、AdbWinApi.dll 两个文件拷贝到解压后的 ice_images 目录，启动 windows 的 cmd 终端，如解压到D盘，进入 D:\ice_images 目录（下载目录根据实际电脑目录填写）

cd D:\ice_images
fastboot.exe -s udp:192.168.1.100 flash boot boot.ext4

6.调整分区空间

重启开发板进入系统，执行 resize2fs 命令调整分区空间：

cd /boot
resize2fs /dev/mmcblk1p2

# 调整后分区
root@thead-910:/boot# df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
...（省略）
/dev/mmcblk1p2   56M   14M   41M  25% /boot

烧写 rootfs 分区镜像

1 ~ 4：与《烧写 boot 分区镜像》一致。
5.烧写 rootfs 镜像 ICE-EVB 开发板提供三种根文件系统镜像，开发者可以根据自己的需要选择下载：

镜像	下载地址	大小
基本镜像(debian-base)	http://mirrors.aliyun.com/thead/images/riscv64-ice/debian-rootfs.ext4.gz	59MB
开发镜像 (debian-dev)	http://mirrors.aliyun.com/thead/images/riscv64-ice/debian-dev-rootfs.ext4.gz	197MB
xfce 桌面(debian-desktop)	http://mirrors.aliyun.com/thead/images/riscv64-ice/debian-desktop-rootfs.ext4.gz	517MB

解压 gz 文件，可下载安装开源数据压缩程序 7-Zip，根据实际电脑情况下载 32位 (https://www.7-zip.org/a/7z1900.exe) 或 64位 (https://www.7-zip.org/a/7z1900-x64.exe) 版本。

选项一：烧写基本系统镜像
在下载的 ice_images 中默认提供 debian-rootfs.ext4 镜像，使用 fastboot 命令烧写：

 fastboot.exe -s udp:192.168.1.100 -S 5M flash root debian-rootfs.ext4

选项二：烧写开发者镜像
下载文件并解压得到 debian-dev-rootfs.ext4 镜像，再用 fastboot 命令烧写：

fastboot.exe -s udp:192.168.1.100 -S 5M flash root debian-dev-rootfs.ext4

选项三：烧写 xFce 桌面系统镜像
下载文件并解压得到 debian-desktop-rootfs.ext4 镜像，再用 fastboot 命令烧写：

fastboot.exe -s udp:192.168.1.100 -S 5M flash root debian-desktop-rootfs.ext4

6.调整分区空间
重启开发板进入系统，执行 resize2fs 命令调整分区空间：

 resize2fs /dev/mmcblk1p3
 
 # 调整后分区
 root@thead-910:/boot# df -h
 Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
 /dev/root       3.6G  421M  3.0G  13% /
 ...（省略）

更新内核、dtb 配置

如果只更新内核、更改设备树配置，可以直接对操作 /boot 下文件进行更新。

确保开发板正确联网，在开发板 Console 执行 ifconfig 查看开发板 IP 地址：

 root@thead-910:~# ifconfig
 eth0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
         inet 192.168.1.100  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.1.1
         inet6 fe80::2a0:a0ff:fea0:a0a1  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
         ether 00:a0:a0:a0:a0:a1  txqueuelen 1000  (Ethernet)
         RX packets 48  bytes 12429 (12.1 KiB)
         RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
         TX packets 50  bytes 7348 (7.1 KiB)
         TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0
         device interrupt 7  base 0xa000
 
 lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
         inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
         inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>
         loop  txqueuelen 1000  (Local Loopback)
         RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
         RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
         TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
         TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

※ 配置开发板 IP 地址，可执行 dhclient 自动获取 IP 地址，或对 /etc/network/interfaces 进行配置。

确保开发板上已经配置好登录密码或已经上传公钥

 # 更改密码
 root@thead-910:~# passwd
 New password:
 Retype new password:
 passwd: password updated successfully

scp 上传 uImage 文件，在 PC 上操作：

scp uImage root@192.168.1.100:/boot/.

注意： 如果上传内核镜像文件错误，会造成系统无法启动，此时需要参考上面步骤，重新烧写 boot 分区镜像文件。

更改设备树 dtb 配置

 # 安装 dtc 工具
 apt update
 apt install device-tree-compiler

 # 修改设备树配置
 cd /boot
 dtc -I dtb -O dts hw.dtb > hw.dts
 # 使用 vi 或其他 editor 修改 hw.dts 配置
 # 修改后生成新的 dtb
 dtc -I dts -O dtb hw.dts > hw.dtb
 
 sync

开发板重启

 root@thead-910:~# sync
 root@thead-910:~# reboot

烧写 u-boot 镜像

当开发板上 u-boot 镜像异常，造成无法启动，俗称“变砖”的时候，就需要通过串口，先将引导程序载入到内存，正常引导后，再将固件镜像烧写到 eMMC 上。通过使用CCT 工具或 python 环境下的 thead 命令可自动完成以上操作，将 u-boot 镜像烧写到 eMMC 的Boot Area Partition 分区。

按照如下CCT烧写连接图连接好开发板：

RISC-V ICE EVB 开发板 windows环境下烧写更新开发板镜像

使用 CCT 工具烧写 u-boot 镜像

CCT 连接配置
CCT 软件运行界面如下图所示，首先配置 CCT 的参数，其中：
• Port 配置的是 CCT 烧写串口：根据实际电脑情况设置相应串口 Port
• Mem R.W Speed 是镜像传输协议速度：使用默认值

RISC-V ICE EVB 开发板 windows环境下烧写更新开发板镜像

连接设备
操作步骤：
EVB 开发板上电 -> 确认勾选 always，点击 Connect Device —> 按 EVB 开发板上系统复位键，复位开发板，出现 "Connect device success." 即表示连接成功，进入下一步镜像烧写步骤

RISC-V ICE EVB 开发板 windows环境下烧写更新开发板镜像

配置烧写目标参数连接成功之后，需要配置镜像烧写参数，配置方法如下图所示：

RISC-V ICE EVB 开发板 windows环境下烧写更新开发板镜像

- Image Writer: 设置 ImageWriter 固件文件
- Image File: 设置将要烧写到 EVB 板的镜像文件
- Target Device: 镜像烧写的目标设备（常见选择为“OutsideEmmcFlash-0”，意为 eMMC 的 boot0 区域）
- Addr: 镜像烧写到存储设备的偏移值。（FYI，图中文件名为示意文件名，具体视产品项目而定)

烧写 u-boot
点击用户界面上的 "Download" 按钮，镜像就会开始自动下载与烧写。完成后，在完成之后，在用户界面的日志窗口中，将会出现 “Verify data success.” 的内容提示，表示镜像完成了烧写。

使用 python 环境下的 thead 工具烧写 u-boot 镜像 (可选)

查看系统环境和串口
通过 thead-tools 烧写 u-boot 时需要使用开发板的 CCT 烧写串口，通过命令thead cct uart 命令看到电脑上安装的串口列表，并确认电脑上串口与开发板串的对应关系：

 > thead cct uart
 uart device list:
    /dev/ttyUSB0 - USB-Serial Controller

如果出现上面状态，说明 thead 工具安装正常，串口设备连接正常。

查找开发板存储器列表
通过命令：thead cct -u /dev/ttyUSB0 list 可以查看开发板支持的烧写存储器列表，如下：

 > thead cct -u /dev/ttyUSB0 list
 Wait .....................
 CCT Version: 2
 memory device list:
   dev = ram0   , size =  256.0KB
   dev = emmc0  , size =    2.0MB
   dev = emmc1  , size =    2.0MB
   dev = emmc2  , size =    3.7GB

注意： 使用该命令时，先确定串口的连接是否正确，运行命令前先关闭开发板电源后再运行该命令，等到出现Wait .......... 信息后再开启开发板电源。
如果未出现上述打印信息，先确认连线和开发板电源状态，同时电脑是接有多个串口，请更新另一个串口再次尝试。

烧写 u-boot
通过命令：thead cct -u /dev/ttyUSB0 download -f u-boot-with-spl.bin -d emmc0 将 u-boot 镜像烧写到 eMMC 的 Boot Area Partition 分区，烧写过程信息如下：

 CCT Version: 2
 Send file 'u-boot-with-spl.bin' to 21:0 ...
 Writing at 0x00009800... (3%)

待打印 File u-boot-with-spl.bin download success. 后烧写成功。

启动登录 Linux 系统

完成 Linux 镜像烧写后，重新启动 ICE EVB 开发板，开发板 Console 串口显示如下：

 [  OK  ] Started Serial Getty on hvc0.
 [  OK  ] Started Serial Getty on ttyS0.
 [  OK  ] Reached target Login Prompts.
 [  OK  ] Started System Logging Service.
 [  OK  ] Finished Remove Stale Onli…ext4 Metadata Check Snapshots.
 [  OK  ] Reached target Multi-User System.
 [  OK  ] Reached target Graphical Interface.
          Starting Update UTMP about System Runlevel Changes...
 [  OK  ] Finished Update UTMP about System Runlevel Changes.
 
 Debian GNU/Linux bullseye/sid thead-910 ttyS0
 
 thead-910 login: [   94.362252] random: crng init done
 [   94.365674] random: 6 urandom warning(s) missed due to ratelimiting
 
 thead-910 login:

登录用户名 root，初始无密码，开发者可根据需要更改密码。

码农公寓

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PC 环境准备

镜像介绍

烧写 boot 分区镜像

烧写 rootfs 分区镜像

更新内核、dtb 配置

烧写 u-boot 镜像

使用 CCT 工具烧写 u-boot 镜像

使用 python 环境下的 thead 工具烧写 u-boot 镜像 (可选)

启动登录 Linux 系统

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