Blackfin uClinux   User Guide Tinyboards from Bluetechnix www.bluetechnix.com   

  Tinyboards    maximum performance at minimum size                    Contact    Bluetechnix Mechatronische Systeme GmbH    Waidhausenstr. 3/19  A‐1140 Vienna  AUSTRIA/EUROPE  office@bluetechnix.at  http://www.bluetechnix.com           Document No.: 099‐0110‐01  Version 6  Date: 2009‐09‐02            Blackfin uClinux User Guide    Page 2 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    Table of Contents 1  Introduction ......................................................................................................................... 8  2  Where to get Information and Help .................................................................................... 9  3  Support DVD ...................................................................................................................... 10  3.1  Content ....................................................................................................................... 10  3.2  VMWare image setup ................................................................................................. 10  3.2.1  Install packages .................................................................................................... 10  3.2.2  Useful hints ........................................................................................................... 11  3.2.3  Setup without VMWare image ............................................................................. 11  3.3  Kermit .......................................................................................................................... 11  3.4  TFTP server .................................................................................................................. 12  3.5  NFS server ................................................................................................................... 12  4  Development Environment Setup ..................................................................................... 13  5  Software Packages ............................................................................................................. 14  6  Development Tools ............................................................................................................ 15  6.1  gnICE JTAG .................................................................................................................. 15  6.2  PEEDI JTAG .................................................................................................................. 16  6.2.1  Resources ............................................................................................................. 16  6.2.2  Updating the configuration file ............................................................................ 16  6.2.3  Updating the firmware ......................................................................................... 16  6.2.4  Debugging the uClinux kernel .............................................................................. 17  6.2.5  Debugging uClinux applications ........................................................................... 17  6.3  ICEbear JTAG ............................................................................................................... 17  7  Blackfin uClinux Tool Chain ............................................................................................... 19  8  The U‐Boot boot loader ..................................................................................................... 20  8.1  Flashing the U‐Boot ..................................................................................................... 20  8.2  U‐Boot environment ................................................................................................... 20  8.3  Loading files onto the Core Module ........................................................................... 21  8.4  Building U‐Boot from source ...................................................................................... 22  8.5  Upgrading the U‐Boot ................................................................................................. 23  8.6  Booting U‐Boot from UART ......................................................................................... 23  8.7  Programming a uClinux image to flash memory ........................................................ 23  Blackfin uClinux User Guide    Page 3 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    8.8  Booting a uClinux Image ............................................................................................. 24  9  Blackfin uClinux ................................................................................................................. 26  9.1  First impression with pre‐compiled images ................................................................ 26  9.2  Compiling your own uClinux Image ............................................................................ 26  9.2.1  Downloading the Source Code ............................................................................. 26  9.2.2  Configuring the Kernel and User Space Applications ........................................... 27  9.2.3  Compiling uClinux ................................................................................................. 27  9.2.4  Special considerations for CM‐BF548 .................................................................. 28  9.3  Configuration of on‐board Components .................................................................... 28  9.3.1  SD/MMC card ....................................................................................................... 28  9.3.2  USB support (CM‐BF527, CM‐BF548) ................................................................... 28  10  Document Revision History ............................................................................................ 30  A  List of Figures and Tables .................................................................................................. 31        Blackfin uClinux User Guide    Page 4 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    Edition 2007‐02  © Bluetechnix Mechatronische Systeme GmbH 2007  All Rights Reserved.    The information herein is given to describe certain components and shall not be considered  as a guarantee of characteristics.  Terms of delivery and rights of technical change reserved.    We  hereby  disclaim  any  warranties,  including  but  not  limited  to  warranties  of  non‐ infringement, regarding circuits, descriptions and charts stated herein.    Bluetechnix makes and you receive no warranties or conditions, express, implied, statutory  or in any communication with you. Bluetechnix specifically disclaims any implied warranty of  merchantability or fitness for a particular purpose.    Bluetechnix takes no liability for any damages and errors causing of the usage of this board.  The user of this board is responsible by himself for the functionality of his application. He is  allowed to use the board only if he has the qualification. More information is found in the  General Terms and Conditions (AGB).    Information  For further information on technology, delivery terms and conditions and prices please  contact Bluetechnix (http://www.bluetechnix.com).    Warnings  Due to technical requirements components may contain dangerous substances.          The Core Modules and development      systems  contain  ESD  (electrostatic  discharge) sensitive devices. Electro‐ static charges readily accumulate on  the human body and equipment and  can  discharge  without  detection.  Permanent  damage  may  occur  on  devices  subjected  to  high‐energy  discharges.  Proper  ESD  precautions  are  recommended  to  avoid  performance degradation or loss of  functionality. Unused Core Modules  and Development Boards should be  stored  in  the  protective  shipping  package.  Blackfin uClinux User Guide    Page 5 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size      BLACKFIN Products   Core Modules:  CM‐BF533:   Blackfin Processor Module powered by Analog Devices single core  ADSP‐BF533 processor; up to 600MHz, 32MB RAM, 2MB Flash, 120  pin expansion connector and a size of 36.5x31.5mm  CM‐BF537E:   Blackfin Processor Module powered by Analog Devices single core  ADSP‐BF537  processor;  up  to  600MHz,  32MB  RAM,  4MB  Flash,  integrated  TP10/100  Ethernet  physical  transceiver,  120  pin  expansion connector and a size of 36.5x31.5mm  CM‐BF537U:   Blackfin Processor Module powered by Analog Devices single core  ADSP‐BF537  processor;  up  to  600MHz,  32MB  RAM,  4MB  Flash,  integrated USB 2.0 Device, 120 pin expansion connector and a size of  36.5x31.5mm (will be replaced by CM‐BF527).  TCM‐BF537:   Blackfin Processor Module powered by Analog Devices single core  ADSP‐BF537  processor;  up  to  500MHz,  32MB  RAM,  8MB  Flash,  28x28mm, 120 pin expansion connector, Ball Grid Array or Border  Pads  for  reflow  soldering,  industrial  temperature  range  ‐40°C  to  +85°C.  CM‐BF561:   Blackfin Processor Module powered by Analog Devices dual core  ADSP‐BF561 processor; up to 2x 600MHz, 64MB RAM, 8MB Flash,  120 pin expansion connector and a size of 36.5x31.5mm.  CM‐BF527:   The new Blackfin Processor Module is powered by Analog Devices  single core ADSP‐BF527 processor; key features are USB OTG 2.0 and  Ethernet.  The  2x60  pin  expansion  connectors  are  backwards  compatible with other Core Modules.  CM‐BF548:   The new Blackfin Processor Module is powered by Analog Devices  single core ADSP‐BF548 processor; key features are 64MB DDR SD‐ RAM 2x100 pin expansion connectors.    Development Boards:  EVAL‐BF5xx:   Low cost Blackfin processor Evaluation Board with one socket for  any Bluetechnix Blackfin Core Module. Additional peripherals are  available, such as an SD‐Card.  DEV‐BF5xxDA‐Lite:  Get ready to program and debug Bluetechnix Core Modules with this  tiny development platform including a USB Based Debug Agent. The  Blackfin uClinux User Guide    Page 6 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    DEV‐BF5xxDA‐Lite  is  a  low  cost  starter  development  system  including VDSP++ Evaluation Software License.  DEV‐BF5xx‐FPGA:   Blackfin Development Board with two sockets for any combination  of Blackfin Core Modules. Additional peripherals are available, such  as SD‐Card, Ethernet, USB host, multi‐port JTAG including a USB  based Debug Agent, connector for an LCD‐TFT Display and connector  for a digital camera system. A large on‐board SPARTAN‐3 FPGA and  Soft IPs make this board the most flexible Blackfin development  platforms ever developed.  DEV‐BF548DA‐Lite:  Get  ready  to  program  and  debug  Bluetechnix  CM‐BF548  Core  Module with this tiny development platform including a USB Based  Debug  Agent.  The  DEV‐BF548DA‐Lite  is  a  low  cost  starter  development system including VDSP++ Evaluation Software License.  EXT‐Boards:  The following Extender Boards are available: EXT‐BF5xx‐Audio, EXT‐ BF5xx‐Video,  EXT‐BF5xx‐Camera,  EXT‐BF5xx‐Exp,  EXT‐BF5xx‐ETH‐ USB,  EXT‐BF5xx‐AD/DA.  Additional  boards  based  on  customer  request are also available.    Software Support:  BLACKSheep:   The BLACKSheep VDK is a multithreaded framework for the Blackfin  processor family from Analog Devices that includes driver support  for a variety of hardware extensions. It is based on the real‐time VDK  kernel included within the VDSP++ development environment.  LabVIEW:   LabVIEW embedded support for the CM‐BF537E, CM‐BF537U and  TCM‐BF537 Core Modules is based upon the BLACKSheep VDK driver  Framework.  uClinux:   All the Core Modules are fully supported by uClinux. The required  boot  loader  and  uClinux  can  be  downloaded  from:  http://blackfin.uClinux.org.    Upcoming Products and Software Releases:    Keep up‐to‐date with all the changes to the Bluetechnix product line and software updates  at:  www.bluetechnix.com    BLACKFIN Design Service   Based on more than five years of experience with Blackfin, Bluetechnix offers development  assistance as well as custom design services and software development.   Blackfin uClinux User Guide    Page 7 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    1 Introduction This  document  is  intended  to  provide  help  for  starting  development  with  uClinux  on  Bluetechnix Blackfin based Tinyboards. Bluetechnix provides a set of high sophisticated Core  Modules. For all Blackfin based Core Modules (CM‐BF527, CM‐BF533, CM‐BF537E, CM‐ BF537U,  TCM‐BF537,  CM‐BF548,  CM‐BF561)  uClinux  support  is  available.  In  addition,  Bluetechnix  provides  development  tools  (gnICE  JTAG,  PEEDI‐JTAG,  ICEbear  JTAG)  and  Development Boards (EVAL‐BF5xx, DEV‐BF5xxDA‐Lite, etc.) and Extender boards (EXT‐BF5xx‐ Audio, EXT‐BF5xx‐Cam, EXT‐BF5xx‐USB‐ETH2, etc.). Please visit www.bluetechnix.com for the  complete list.  In  the  following,  we  will  introduce  the  development  environment  setup,  the  required  Software packages and the development tools. A short intro to the Blackfin uClinux tool  chain, the U‐Boot boot loader and uClinux is given.  Blackfin uClinux User Guide    Page 8 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    2 Where to get Information and Help For starting Blackfin uClinux development, we recommend reading this guide and retrieving  information from the following resources.  • Bluetechnix web site: http://www.bluetechnix.at  This  site  provides  Hardware  User  Manuals  of  all  Bluetechnix  Products  and  Schematics for the EVAL, DEV and Extender boards.  • Bluetechnix project on Blackfin uClinux web site:  http://blackfin.uclinux.org/gf/project/bluetechnix/  The  Blackfin  uClinux  website  contains  a  dedicated  project  for  support  of  Bluetechnix products. We provide pre‐compiled images of U‐Boot and uClinux,  patches for Bluetechnix Core Modules and instructions regarding several topics.  We  post  news  regarding  uClinux  support  there  as  well,  and  you  may  ask  questions in the forum.  • Documentation Wiki on Blackfin uClinux web site:   http://docs.blackfin.uclinux.org  There is plenty of general and specific information about all topics regarding  uClinux development for Blackfin processors.  • Forums on Blackfin uClinux web site  Each project (U‐Boot, uClinux, tool chain, etc.) has a help forum. If you have any  problems or questions regarding uClinux for Blackfin processors, post it there and  you will get an answer usually within 1 day.    Blackfin uClinux User Guide    Page 9 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    3 Support DVD 3.1 Content The support DVD contains the following files:  • DevEnvVMWareImage.zip: Archive containing a VMWare image with the Bluetechnix  Development Environment for Blackfin uClinux development.   • Toolchain2009R1.tar.bz2: Binary tool chain, 2009R1 branch  • U-Boot2009.06.tar.bz2: U‐Boot sources (SVN checkout), trunk/2009.06 branch  • uClinux-dist-2009R1.tar.bz2:  uClinux  distribution  and  Kernel  sources  (SVN  checkout), 2009R1 branch  • Bluetechnix_Images/: Pre‐compiled images for all Bluetechnix Core Modules  • Blackfin_uClinux_UserGuide.pdf: This file  3.2 VMWare image setup The  VMWare  image  contains  a  Xubuntu  Linux  installation  (http://www.xubuntu.org/).  Choose it as your development environment if you want to develop in a Linux environment  on a Windows PC, or if you want to have a separate Linux installation for Blackfin uClinux  development.  First, unpack the file DevEnvVMWareImage.zip to a place of your choice.  If you don’t have VMWare Workstation or VMWare Player installed, download and install  the  VMWare  Player  for  your  operating  system  for  free  from  http://www.vmware.com/products/player/. After installation, open the VMWare image you  just  unpacked  by  selecting  “Open  an  existing  Virtual  Machine”  and  choosing  the  file  Bluetechnix Development Environment.vmx. You will be automatically logged in to the  Xubuntu desktop.  3.2.1 Install packages Now you have to install the tool chain, the uClinux distribution and the U‐Boot sources.  Insert the Support DVD into your DVD drive. If it does not show up automatically on the  desktop, select the following from the VMWare Player menu:    Devices (cid:198) CD/DVD (IDE) (cid:198) Connect  Double‐click the DVD icon on the desktop. This will open a file manager window and mount  the DVD automatically to /media/cdrom1. Now open a terminal. In your home directory  (/home/blt) type the following commands to uncompress the packages:  tar -xjf /media/cdrom1/Toolchain2009R1.tar.bz2 tar -xjf /media/cdrom1/U-Boot2009.06.tar.bz2 tar -xjf /media/cdrom1/uClinux-dist-2009R1.tar.bz2     Blackfin uClinux User Guide    Page 10 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    You will end up having the following directories in your home directory:  • toolchain2009R1/ contains the binary tool chain. To add the tool chain path to the  $PATH environment variable, an entry was already added to the ~/.bashrc file. If you  wish to have another directory layout or you want to use another tool chain, you  have to modify this entry.  • u-boot-2009.06/ contains the U‐Boot source code. It was checked out from SVN  and patches for our Core Modules are already applied. In this directory, you may  execute “svn update” to get the latest updates from the Blackfin uClinux SVN.  • uclinux-2009R1/ contains the uClinux distribution, including the Linux kernel. In this  directory, you may execute “svn update” to get the latest updates from Blackfin  uClinux  SVN  (2009R1  branch).  The  kernel  sources  are  in  the  linux-2.6.x/  subdirectory.   3.2.2 Useful hints To release the mouse and keyboard focus, press Ctrl+Alt keys.   In case you want to modify the installation, you need the password of the default user:    User:    blt    Password:  blt  To install Linux applications, you may use the Synaptic Package Manager that comes with  Xubuntu. It is contained in the Applications menu, section System.  3.2.3 Setup without VMWare image If you don’t have the need to work with the VMWare image, you can simply unpack the tool  chain, uClinux and U‐Boot packages to a place of your choice.  Then  add  the  following  lines  to  the  ~/.bashrc  file.  The  tool  chain  path  will  then  automatically be added to the $PATH environment variable each time you log in.  # BFIN UCLINUX TOOLCHAIN TOOLCHAINDIR=/home/blt/toolchain2009R1 export PATH=$PATH:$TOOLCHAINDIR/bfin-uclinux/bin:$TOOLCHAINDIR/bfin- elf/bin:$TOOLCHAINDIR/bfin-linux-uclibc/bin 3.3 Kermit Kermit is a serial terminal program. We use it to communicate with the Core Modules over a  USB cable that is connected to the UART‐to‐USB converter chip on the Dev/Eval board. See  http://docs.blackfin.uclinux.org/doku.php?id=terminal_programs  for  more  information  about serial terminals.  To access the serial terminal within VMWare Player, attach the USB cable first to your PC.  Most  Linux  distributions  detect  the  UART‐to‐USB  converter  automatically.  (See  the  Blackfin uClinux User Guide    Page 11 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    Hardware User Manual of your Eval/Dev‐BF5xx board how to install a driver for the UART‐to‐ USB converter chip in Windows.) In the VMWare Player menu, click  Devices (cid:198) … USB to UART Bridge Controller (cid:198) Connect  to connect the serial cable to the virtual machine.  For your convenience, a shell script was installed that automatically searches for the last  serial  connection  that  was  detected  and  opens  the  Kermit  program  with  the  correct  parameters. In the terminal, type (from the home directory)  stuff/serialterminal 3.4 TFTP server To be able to load files from the virtual machine onto the Core Modules, a TFTP server is  required. It is already installed in the virtual machine. The TFTP server’s root directory is  /tftpboot/.  The TFTP server must be accessible in order to be able to download files to your Core  Module. It is recommended to set up bridged Ethernet mode for the virtual machine. In the  VMWare Player, select  Devices (cid:198) Network Adapter (cid:198) Bridged  Now, the virtual machine will be directly connected to your physical network, and it will  receive a DHCP address in case a DHCP server is installed on your LAN. Now, you can use this  IP address to download files to the Core Module.  3.5 NFS server An NFS server is already installed in the virtual machine.  If you want to mount the root file system on your Core Module via NFS, you have to add a  similar line to /etc/exports, depending on where the file system is:  /home/blt/uclinux-2009R1/romfs/ *(rw,no_root_squash,async) Afterwards, restart the NFS server with the command  /etc/init.d/nfs-kernel-server restart Note that you have to configure your network as described in chapter 3.4.   See http://docs.blackfin.uclinux.org/doku.php?id=uclinux‐dist:nfs for instructions how to set  up an NFS root file system.  Blackfin uClinux User Guide    Page 12 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    4 Development Environment Setup A serial connection is necessary for communicating with your Bluetechnix Core Module.  Either a USB or a standard RS232 can be used. Please refer to the Bluetechnix Hardware User  Manual for the necessary base board switch settings.   To connect via USB cable, your operating system must have a device driver for the CP2101  USB‐to‐UART  converter  chip.  Most  pre‐compiled  kernels  of  Linux  distributions  have  it  already enabled. To verify this, power on your Bluetechnix board and connect to your  machine. A device file /dev/ttyUSB0 or similar should be automatically generated. The  output of the “dmesg” command in a Linux terminal also reports if the device was correctly  detected:  usb 3-2: configuration #1 chosen from 1 choice cp2101 3-2:1.0: cp2101 converter detected usb 3-2: reset full speed USB device using uhci_hcd and address 4 usb 3-2: cp2101 converter now attached to ttyUSB0 For the connection to the prompts of U‐Boot and uClinux, a terminal program is needed. We  recommend Kermit. It is part of most Linux distributions – the package is usually named  “ckermit”.  A  quick  introduction  to  terminal  programs  is  given  on  the  web  site  http://docs.blackfin.uclinux.org/doku.php?id=terminal_programs&s=kermit  The basic connection parameters for terminal programs are as follows:    Baud rate    115200    Data bits    8    Stop bits    1    Flow control    none    Parity      none  If you use Kermit, it is recommended to create the settings file .kermrc in your home  directory with the following lines:  set line /dev/ttyUSB0 set speed 115200 set carrier-watch off set flow-control none set prefixing all set parity none set stop-bits 1 set modem none set file type bin set file name lit For fast transfer of files (e.g., uClinux images) to the target hardware via Ethernet, it is  recommended to install a TFTP server on the development workstation. This requires either  a Core Module with on‐board Ethernet capability or a certain Base or Extender board. Please  refer to your Linux distribution’s package database for appropriate TFTP packages. Also,  there is an entry in the Bluetechnix uClinux Wiki about installing a TFTP server:  http://docs.blackfin.uclinux.org/doku.php?id=setting_up_a_tftp_server  Blackfin uClinux User Guide    Page 13 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    5 Software Packages The three basic software packages needed for uClinux development are:  • Blackfin uClinux distribution, includes uClinux kernel  • U‐Boot boot loader  • Tool chain for cross‐compiling  These  software  packages  are  available  for  download  at  the  Blackfin  uClinux  web  site  http://blackfin.uclinux.org. Please follow the links on this page. Each project has a “Files”  section where releases can be downloaded from. Furthermore, SVN access is available via  the “SVN” section to get the latest snapshot of each.   You can either work with releases of these software packages, or with the current sources  from SVN. Releases are naturally stable and well tested. The advantage of SVN sources is  that you will get the newest features and drivers from the uClinux kernel and the newest  applications. But please keep in mind that this is the place where development is going on!  For the tool chain, daily generated pre‐compiled SVN snapshots (“nightly snapshots”) are  available.  Pre‐compiled images for U‐Boot and uClinux as well as specific patches for the Bluetechnix  Core  Modules  can  be  downloaded  from  the  Bluetechnix  project  site  at  http://blackfin.uclinux.org/gf/project/bluetechnix/frs.  Blackfin uClinux User Guide    Page 14 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    6 Development Tools The Bluetechnix Core Modules are either shipped with pre‐flashed BLACKSheep software  (for further details please see the BLACKSheep documentation) or with U‐Boot and uClinux.  Both provide a boot loader. Anyway, if they are corrupted or not available at your target  hardware, you will need a JTAG programmer for flashing u‐Boot and/or uClinux. Besides the  HP‐USB‐ICE from Analog Devices, flashing and/or debugging Bluetechnix Core Modules is  supported by three JTAG devices, the gnICE from Analog Devices, the PEEDI from Ronetix,  and the ICEBear from Section 5.  Certain Core Modules allow for booting the U‐Boot from UART: CM‐BF527, (T)CM‐BF537x,  CM‐BF548. For these, a JTAG device is not required if the software was deleted/corrupted.    6.1 gnICE JTAG The gnICE (http://docs.blackfin.uclinux.org/doku.php?id=hw:jtag:gnice) is a fast and low cost  USB JTAG In‐Circuit‐Emulator for Blackfin processors. It's designed to provide reliable JTAG  debugging and CFI NOR Flash programming via USB. The gnICE JTAG Adapter Cable is an  Open  Source  hardware,  based  on  the  FT2232  chip  from  Future  Technology  Devices  International Ltd.  Features:  • USB 2.0 Full Speed  • JTAG clock (TCK) 6 MHz  • Link Status LED  Supported OSes:  • Linux (any distribution)  • Mac OS X  • Windows 2000 and newer  Software:  The Blackfin tool chain fully supports this ICE.  Supported Blackfin derivatives (among others):  • BF527  • BF533  • BF537  • BF561  • BF548    Blackfin uClinux User Guide    Page 15 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    6.2 PEEDI JTAG The  PEEDI  from  Ronetix  (http://www.ronetix.at/peedi.html)  is  a  high  speed  JTAG/BDM  Emulator  and  Flash  Programmer.  It  enables  you  to  debug  software  running  on  ARM,  PowerPC, ColdFire and Blackfin processor cores via the JTAG/BDM port. PEEDI provides the  services  needed  to  perform  all  debugging  operations.  PEEDI  supports  native  GNU  gdb/Eclipse and provides a very high real download speed – up to 1.25 Mbytes/s. For rapid  starting a new project Ronetix provides complete GNU tool chains including Eclipse for Linux  and Windows for ARM/XScale, PowerPC, ColdFire and Blackfin. The tool chains can be  downloaded for free from the company’s website. It supports uClinux as well as native C‐ Programs without an operating system.  6.2.1 Resources Readme file for Blackfin uClinux:  http://download.ronetix.at/blackfin/README‐uClinux‐bfin  Downloads (including firmware updates):  http://www.ronetix.at/downloads.html  Configuration files for the PEEDI JTAG:  http://download.ronetix.at/peedi/peedi_config_files.zip  Examples without uClinux:  http://download.ronetix.at/blackfin/bf53x_examples.tar.bz2  6.2.2 Updating the configuration file PEEDI has a serial terminal similar to Bluetechnix Core Modules. Connect a serial cable and  connect to it e.g. with Kermit to get a prompt.  The configuration file is placed in EEPROM and can be accessed via the address   eep://bf537.cfg To make a backup of PEEDI’s current configuration file, type  transfer eep://bf537.cfg tftp://192.168.1.1/bf537.cfg at the PEEDI prompt. This will copy it to your TFTP server’s root directory.  To update the configuration file from a TFTP server, type  config tftp://192.168.1.1/bf537.cfg at the RedBoot prompt (Refer to section 6.2.3 for instructions how to reach the RedBoot  prompt). Then press the Reset button on PEEDI.  6.2.3 Updating the firmware First, you have to get to the RedBoot prompt of PEEDI:  • Press and hold the two buttons on the front side.  • Press the Reset button on the back side once.  • Wait awhile and release the two buttons on the front side afterwards.    Blackfin uClinux User Guide    Page 16 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    Now  you  can  connect  to  PEEDI  with  Telnet.  The  RedBoot  prompt  appears.  Type  the  command  update tftp://192.168.1.1/firmware.bin to start the update process (assuming that the file “firmware.bin” in your TFTP directory  contains the new firmware).  6.2.4 Debugging the uClinux kernel Follow the instructions in the Readme file on how to compile the kernel. After the uClinux  image is programmed into flash memory, start GDB with the command  bfin-uclinux-gdb vmlinux Note that you have to take the “vmlinux” file from the “linux‐2.6.x/” directory because it is  the only one that contains debugging symbols for GDB.  Example:  • U‐Boot and kernel boot in the serial console window as usual.  • Hit Ctrl+C for halting the processor.  • Create a sample breakpoint and continue  (gdb) break sys_open (gdb) c • Now type „ls“ on the serial console running uClinux. The breakpoint will be hit.  6.2.5 Debugging uClinux applications Because  of  some  bugs  in  bfin‐uclinux‐gdb  as  mentioned  in  the  Readme  file,  it  is  recommended to use gdbserver for debugging uClinux applications as described at  http://docs.blackfin.uclinux.org/doku.php?id=debuggers.  6.3 ICEbear JTAG The ICEbear adapter from Section5 (http://www.section5.ch) in conjunction with libbfemu,  gdbproxy and the GNU tool chain (binutils, gdb, gcc) is a cost effective development tool for  Blackfin hardware platforms. Based on a USB 2.0 (1.1 compatible) connection to the host PC,  it  'outsources'  all  the  JTAG  signal  generation  to  a  dedicated  JTAG  controller,  yielding  improved timing and signal integrity compared to a classic parallel port connector.  It mainly supports:   • Fast flash programming (~20 sec. per MB or 50 kB/s under MS Windows)   • Loading and debugging of executables   • Automated system testing   Supported CPUs (in brackets: CPU types that are compatible, but not tested):  • ADSP‐BF527 in 1.3 release  • ADSP‐BF533, BF531, (BF532) , ADSP‐BF534  • ADSP‐BF536, BF537, BF539, BF539F4 (BF538)  • ADSP‐BF548(9) in 1.3 release  Blackfin uClinux User Guide    Page 17 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    • ADSP‐BF561 dual core  • SHARC 2116X (Boundary Scan/Flash tool only)  • Multi device chain support (Xilinx, ADI, etc.) on request (alpha releases)   Well tested and supported platforms:  • EZKIT Lite ADSP‐BF533, BF537 and BF561  • STAMP BF533/537  • SRV‐1 Robot core module (www.surveyor.com)  • Z‐Brain‐BF533 from Schmid Engineering AG  • DSPStamp BF533 and Minotaur BF537 from Cambridge Signal Processing LTD  • CM‐BF533/537/561 (v1 and v2) from Bluetechnix    Blackfin uClinux User Guide    Page 18 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    7 Blackfin uClinux Tool Chain To be able to cross‐compile uClinux for the Blackfin processor, you must install the tool chain  from the Blackfin uClinux web site on your development workstation.  The  pre‐compiled  tool  chain  is  available  from  http://blackfin.uclinux.org/gf/project/toolchain/frs,  both  releases  and  nightly  snapshots.  Most versions are available in the RPM format. The necessary files will be installed in the  directory /opt/uClinux/. The tool chain consists of several packages which are explained  in detail at http://docs.blackfin.uclinux.org/doku.php?id=toolchain:installing.   If you want to compile the tool chain from source, you can use a build script that is  contained in the tool chain’s source code package. This works for released tool chains as well  as for tool chains from SVN. Please refer to the following web site for instructions:  http://docs.blackfin.uclinux.org/doku.php?id=toolchain:buildscript    It is required to add the bin/ directories of the tool chain to your $PATH environment  variable. For the bash, type the following command:  export PATH=$PATH:/opt/uClinux/bfin-uclinux/bin:/opt/uClinux/bfin- elf/bin:/opt/uClinux/bfin-linux-uclibc/bin For your convenience, it is recommended to add these lines to the ~/.bashrc file of your  home directory, so that these settings will are automatically be done each time you log in.  Note! There are dependencies between Linux distribution, kernel and the tool chain. If  you use different versions of each (e.g. an old release of the Linux kernel, but the  latest tool chain from SVN), you may experience problems.  Blackfin uClinux User Guide    Page 19 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    8 The U-Boot boot loader In order to load and boot uClinux on the Blackfin, a boot loader is required. The Bluetechnix  project on the Blackfin uClinux web site contains pre‐compiled U‐Boot images for each Core  Module in the “Files” section (http://blackfin.uclinux.org/gf/project/bluetechnix/frs/).    The source code of U‐Boot is available on the Blackfin uClinux web site:  http://blackfin.uclinux.org/gf/project/u‐boot  The documentation Wiki (available at http://docs.blackfin.uclinux.org/) contains lot of  information about U‐Boot.  8.1 Flashing the U-Boot If  U‐Boot  is  not  installed  yet  on  your  Core  Module,  you  can  either  use  a  JTAG  flash  programmer,  the  BLACKSheep  software,  or  UART  boot,  to  program  U‐Boot  into  flash  memory. UART boot is supported by BF527, BF537, and BF548 processors only.  Core  CM‐ CM‐ TCM‐ Module  CM‐BF527  CM‐BF533  BF537U  BF537E  BF537  CM‐BF548  CM‐BF561  U‐Boot file  u‐boot.ldr  u‐boot.bin  u‐boot.bin u‐boot.bin u‐boot.bin u‐boot.ldr  u‐boot.ldr Table 8‐1: U‐Boot image types for Core Modules  Table 8‐1 lists all Core Modules and the file type of U‐Boot that must be used for flash  programming.  Please refer to the “BLACKSheep Command Reference” (available on the Bluetechnix web  site, http://www.bluetechnix.at) for instructions how to program U‐Boot with BLACKSheep.  It is recommended to first program U‐Boot as application and to test it before replacing  BLACKSheep  with  U‐Boot,  because  if  the  U‐Boot  does  not  work  and  you  have  already  removed the BLACKSheep, you would need a JTAG flash programmer.   After you have replaced BLACKSheep with U‐Boot, you have to change the boot mode of  those Core Modules that execute the u-boot.bin file. Please refer to the “Hardware User  Manual” (available on the Bluetechnix web site) of your Core Module for the appropriate DIP  switch settings.  Note! Do not use the “saveenv” command of U‐Boot if you programmed it as application  with BLACKSheep. This command saves the U‐Boot environment variables to flash  memory and may overwrite parts of BLACKSheep, making it unusable.  8.2 U-Boot environment The U‐Boot boot loader uses environment variables for configuration of network and boot  settings.    Blackfin uClinux User Guide    Page 20 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    There are 3 commands to modify these variables:  1. printenv – Prints all environment variables to the terminal.  2. setenv [name] [value] – Creates a new variable or overwrites an existing one.  Note that, if special characters are used in the value, they have to be prefixed  with “\”.  3. saveenv – Saves the current environment variables to flash memory so that they  are restored after a reset.  Task 1: Set IP addresses of the Core Module and of the TFTP server  setenv ipaddr 192.168.5.7 setenv serverip 192.168.5.1 Task 2: Set the MAC address for the Ethernet device  setenv ethaddr 02:80:ad:20:31:e8 Task 3: Set the kernel boot arguments for booting with JFFS2 file system  setenv bootargs root=/dev/mtdblock2 rootfstype=jffs2 rw clkin_hz=25000000 earlyprintk=serial,uart0,115200 console=ttyBF0,115200 setenv bootargs root=/dev/mtdblock2 rootfstype=jffs2 rw clkin_hz=30000000 earlyprintk=serial,uart0,115200 console=ttyBF0,115200 (for CM‐BF537U only) Task 4: Run a script  setenv flashboot flread 0x20040000 0x1000000 0x280000\; bootm 0x1000000 (define the script)  run flashboot (execute the script)  Task 5: Modify the boot command of U‐Boot  setenv bootcmd run flashboot (U‐Boot will run the “flashboot” command at  boot) 8.3 Loading files onto the Core Module If you have access to Ethernet via your Bluetechnix board and a TFTP server is installed on  your workstation, you can transfer any file from the TFTP server to the Core Module by  typing  tftp [file name] at the U‐Boot prompt. After the transfer is complete, the file size is printed to the terminal.  The default load address is 0x1000000 in RAM memory. It can be specified optionally before  the file name.  Blackfin uClinux User Guide    Page 21 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    If no Ethernet access is available, files can be transferred over the serial connection. Please  note that the transfer rate is very slow. The procedure is described for the terminal program  Kermit:  1. Type loadb at the U‐Boot prompt.  2. Switch to the Kermit prompt by pressing Ctrl‐\ followed by c.  3. Type send [file name] to start the transfer. The status is shown during the data  transfer.  4. After the transfer is complete, type c to return to the U‐Boot prompt. The file size  is printed to the terminal.  Note! If the transfer fails with an error, try using 2 stop‐bits instead of 1. In Kermit, you  can do this by typing “set stop‐bits 2” at the Kermit prompt. (This behavior was  observed with CM‐BF561 core modules.)  8.4 Building U-Boot from source Download the source code for U‐Boot from the Blackfin uClinux web site. Please check the  web  site  http://blackfin.uclinux.org/gf/project/bluetechnix/frs/  afterwards  if  there  are  patches for the source code that are needed for your Bluetechnix Core Module. Apply the  patches to the source code by entering the command  patch –p0 < [patch file] in the U‐Boot source directory. To adapt U‐Boot to your specific needs (core/system clock,  environment  variables,  network  settings,  etc.),  please  edit  the  configuration  file  corresponding to your Core Module:  CM‐BF527:  u-boot-2009.06/include/configs/cm-bf527.h CM‐BF533: u-boot-2009.06/include/configs/cm-bf533.h CM‐BF537E: u-boot-2009.06/include/configs/cm-bf537e.h CM‐BF537U: u-boot-2009.06/include/configs/cm-bf537u.h TCM‐BF537: u-boot-2009.06/include/configs/tcm-bf537.h CM‐BF548: u-boot-2009.06/include/configs/cm-bf548.h CM‐BF561: u-boot-2009.06/include/configs/cm-bf561.h If  you  want  to  build  an  U‐Boot  image  for  UART  boot,  you  have  to  change  the  CONFIG_BFIN_BOOT_MODE setting in this configuration file to BFIN_BOOT_UART.  Next, type make, followed by the name of the Core Module (equal to the header file names  above). For example, type  make cm-bf537e to build U‐Boot for the CM‐BF537E Core Module.  Several  files  named  u-boot.*  are  created,  whereof  u-boot.bin  and  u-boot.ldr  respectively (see Table 8‐1) is the binary image which is used to program U‐Boot into flash  memory.  Blackfin uClinux User Guide    Page 22 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    If you want to create an Intel HEX image that is compatible to Analog Devices’ VisualDSP++  flash programmer, you need to type the following command:  bfin-uclinux-objcopy –I binary –O ihex u-boot.bin u-boot.hex or bfin-uclinux-objcopy –I binary –O ihex u-boot.ldr u-boot.hex 8.5 Upgrading the U-Boot If you want to replace the existing U‐Boot by a newer one, you can use U‐Boot itself for  upgrading. It is recommended to test the new U‐Boot image prior to programming it. In the  case of a non‐functional image, you would have to use a JTAG flash programmer or UART  boot (not supported by all Core Modules).  First, load the binary U‐Boot image (u-boot.bin) onto the Core Module. Instructions for  loading files with U‐Boot are given in section 8.3.  Assuming that you used load address 0x1000000, type   go 0x1000000 at the U‐Boot prompt to execute the new U‐Boot. If it boots, the test was successful and you  can program the new image to flash memory. Reset the device, load u-boot.bin or u- boot.ldr respectively into RAM, and type the following commands at the U‐Boot prompt:  protect off 0x20000000 +$(filesize)   (un‐protects required sectors)  erase 0x20000000 +$(filesize)     (erases sectors)  cp.b 0x1000000 0x20000000 $(filesize) (copies image into flash memory)  cmp.b 0x1000000 0x20000000 $(filesize)  (compares written data)  After the programming process is finished, you can reset your device. The new U‐Boot is now  installed.  8.6 Booting U-Boot from UART See the following web site for instructions how to boot U‐Boot from UART for processors  that support it (BF527, BF537, BF548):  http://docs.blackfin.uclinux.org/doku.php?id=bootloaders:u‐ boot:loading#boot_via_the_uart  8.7 Programming a uClinux image to flash memory To program a uClinux image to flash memory, you must first transfer the uClinux and file  system images into the Core Module RAM. Please refer to section 8.3 for instructions.  You  have  several  choices  what  to  program  into  flash  memory,  here  are  two  that  are  commonly used:  • uImage: contains the compressed Linux kernel and the root file system (initram disk).  You have to program this file only. The file system will be uncompressed to RAM  when Linux boots. Changes to the file system are not persistent.  Blackfin uClinux User Guide    Page 23 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    • vmImage: contains the compressed Linux kernel. You have to program a root file  system image additionally.  • rootfs.jffs2: Root file system in JFFS2 format. The file system is accessed directly  in flash memory. Changes to the file system are persistent.  If the flash memory is not empty, you have to erase it first. The erase command needs two  arguments: The first is the start address of flash memory (0x20000000), the second is the  memory size. To erase all sectors in flash memory (including U‐Boot), type:  protect off all erase all To erase as much memory as is needed by a file that was loaded into RAM previously, type:  protect off 0x20040000 +$(filesize) erase 0x20040000 +$(filesize) The U‐Boot boot loader requires 256Kbytes of flash memory. So, storing a uClinux image at  address 0x20040000 is a good choice.  After erasing, the image is transferred to flash memory with the cp.b command which needs  three arguments: The first one is the “copy‐from” address, it is usually 0x1000000 (RAM).  The second one is the “copy‐to” address. The default for our Core Modules is 0x20040000.  The third one is the length. The command for programming is as follows:  cp.b 0x1000000 0x20040000 $(filesize) (uImage)  cp.b 0x1000000 0x20040000 $(filesize) (vmImage) (now load the rootfs.jffs2 file to RAM) cp.b 0x1000000 0x20140000 $(filesize) (rootfs.jffs2)   To  verify  the  written  data,  you  can  use  the  cmp.b  command  which  takes  the  same  arguments:  cmp.b 0x1000000 0x20040000 $(filesize) Note! On Core Modules that use GPIOs for flash addressing, the compare command  cmp.b does only work for the lowest 2 MBytes of flash memory, because cmp.b  and similar commands are strictly memory‐mapped and do not care about GPIOs.    8.8 Booting a uClinux Image How to boot a uClinux image from flash memory depends on the type of the Core Module. If  the Core Module uses GPIOs as address lines for flash memory, U‐Boot provides the “flread”  command, which reads an image from flash to RAM while handling addressing with GPIOs  transparently. All other core modules read the image directly from flash memory.    Blackfin uClinux User Guide    Page 24 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    CM‐BF527, CM‐BF537E, CM‐BF537U, TCM‐BF537:  flread 0x20040000 0x1000000 0x300000 bootm 0x1000000 CM‐BF533, CM‐BF548, CM‐BF561:  bootm 0x20040000 The first argument is the source address, the second the destination address, and the third  the image length. It does not matter if the length is greater than the actual image size. If you  know the exact length of your image, you may store it in the filesize U‐Boot environment  variable and replace the fixed length 0x300000 in the above example with $(filesize). If a  file is loaded in U‐Boot, U‐Boot sets this variable automatically to the file size of the last file  transferred. If you save the environment afterwards, the variable content will be restored at  each boot.  The default of U‐Boot is to boot a uImage stored at 0x20040000 in flash memory. For using a  JFFS2 file system, modifications to the U‐Boot environment are required. See chapter 8.2 for  a short reference.  Blackfin uClinux User Guide    Page 25 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    9 Blackfin uClinux The uClinux distribution for the Blackfin processor contains the uClinux kernel and lots of  tools  and  applications  known  from  the  Linux  world.  It  is  available  from  the  “uClinux  distribution” project on the following web site:  http://blackfin.uclinux.org  To become familiar with uClinux, reading through the introduction of the documentation  Wiki of Blackfin uClinux is a good idea. It is available on  http://docs.blackfin.uclinux.org.  9.1 First impression with pre-compiled images We provide pre‐compiled images with U‐Boot, uClinux, and root file system for all of our  Core  Modules.  They  are  available  at  the  Bluetechnix  Blackfin  project  site  http://blackfin.uclinux.org/gf/project/bluetechnix/frs as well as on the Support DVD:  u-boot.bin/.ldr:    U‐Boot binary  uImage:      uClinux kernel and initram disk with root file system  vmImage:      uClinux kernel image  rootfs.jffs2:    JFFS2 root file system  uboot+uImage.bin/.ldr:  All‐in‐one image (program to address 0x20000000)    9.2 Compiling your own uClinux Image 9.2.1 Downloading the Source Code The source code of the last uClinux release can be downloaded from the “Files” tab on the  Blackfin  uClinux  web  site  (uClinux  project)  or  simply  go  to  http://blackfin.uclinux.org/gf/project/uclinux‐dist/frs. Only the last release is shown at the  beginning, if you want to see all available releases click on the package name “Blackfin  uClinux”. The file containing the source code is named uClinux-dist-[release].tar.bz2  which you have to download and unpack.  Instructions for checking out the sources via SVN as well as viewing the repository with your  browser are available on the “SVN” tab of this web site. The uClinux kernel and the uClinux  distribution are managed in different SVN repositories. However, if you check out uClinux‐ dist via SVN, the uClinux kernel is fetched automatically as an external item.  Note! It is important that the dates of the tool chain and the uClinux kernel are close to  each other. If you work with the last release of each, this requirement is fulfilled.        Blackfin uClinux User Guide    Page 26 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    9.2.2 Configuring the Kernel and User Space Applications Change to the uclinux-2009R1/ (or similar) directory and start the configuration by typing  make menuconfig In the first configuration dialog, you must choose the vendor and the product for which you  want to compile uClinux. Always choose “Bluetechnix” as the vendor and select your Core  Module in the products option. For example, if you have a CM‐BF537E Core Module, you  have to make the following settings:  Vendor/Product Selection ---> --- Select the Vendor you wish to target (Bluetechnix) Vendor --- Select the Product you wish to target (CM-BF537E) Bluetechnix Products For further configuration dialogs for the kernel configuration and for user space programs  configuration enable the following options:  Kernel/Library/Defaults Selection ---> [*] Customize Kernel Settings [*] Customize Application/Library Settings Then exit from this dialog and save your settings when asked.  In the following, two configuration dialogs are opened consecutively: The first one includes  all configuration options for the uClinux kernel, e.g. Blackfin specific settings, device drivers  and file system support. After you have made changes according to your wishes, exit from  that dialog and save the settings.  Now, the last dialog is opened which includes options for tools and applications. They are  divided into categories. If you want a program to be available under uClinux, enable it here  to build it. Again, exit and save your settings.  9.2.3 Compiling uClinux In the uClinux‐dist directory, simply type  make after the configuration to start the building process. Now, the kernel will be built first,  followed by the selected applications. The first compilation from fresh source code needs  some time to complete, thereafter a compilation runs much faster.   After a successful build, the uClinux and file system images are copied to the uClinux- dist/images/ directory, see chapter 9.1 for short a short explanation of the generated files.  Please refer to section 8.8 for instructions how to boot these images with U‐Boot.  Blackfin uClinux User Guide    Page 27 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    9.2.4 Special considerations for CM-BF548 There is an issue with BF548 processors with revision number < 0.2 with uClinux due to an  anomaly of the processor. You will get an error explaining the details for those processor  revisions at compile time.  Setting the revision of the processor is done in the kernel configuration menu:  Blackfin Processor Options ---> Silicon Rev (0.0) ---> The checks for the BF548 processor revision are done in the following source files:  • arch/blackfin/mach-bf548/include/mach/anomaly.h, around line 17  • arch/blackfin/mach-common/arch_checks.c, around line 71  • arch/blackfin/kernel/setup.c, around line 905    9.3 Configuration of on-board Components This  section  is  dedicated  to  components  of  the  Bluetechnix  Evaluation  Boards  and  Development Boards.  9.3.1 SD/MMC card To enable SD/MMC card support in uClinux, the following kernel configuration is required:  Block layer ---> [*] Enable the block layer Device Drivers ---> [*] SPI support ---> <*> SPI controller driver for ADI Blackfin5xx <*> MMC/SD/SDIO card support ---> <*> MMC block device driver <*> MMC/SD/SDIO over SPI   Furthermore, enable additional file system support in the “File Systems” menu which you  want to use.  9.3.2 USB support (CM-BF527, CM-BF548) The default setting in the kernel configuration is for USB Host:  Device Drivers ---> [*] USB support ---> <M> Support for Host-side USB [*] USB device filesystem [*] Disable external hubs <M> Inventra Highspeed Dual Role Controller (TI, ADI, ...) Driver Mode (USB Host) ---> [*] Disable DMA (always use PIO) (only for CM‐BF527) <M> USB Mass Storage support Blackfin uClinux User Guide    Page 28 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    <M> USB Gadget Support ---> USB Peripheral Controller Inventra HDRC USB Peripheral (TI, ADI, ...) <M> Ethernet Gadget (with CDC Ethernet support) (Note that SCSI disk support is required for USB Mass Storage Support.)  USB Host Example: To attach a USB mass storage device, connect Jumper JP3 of your  Eval/Dev‐BF5xx >=V5.1 board to provide VBUS voltage. Boot uClinux, and load the following  modules:  modprobe usbcore modprobe musb_hdrc modprobe usb-storage Then connect the device to USB. The kernel detects the new USB device and creates a new  device file in the /dev/ directory. To mount the first partition of the device with VFAT file  system, type  mount –t vfat /dev/sdb1 /mnt USB Device example: To enable Ethernet over USB, remove jumper JP3. In the kernel  configuration, set the driver mode to device mode:  Device Drivers ---> [*] USB support ---> <M> Inventra Highspeed Dual Role Controller (TI, ADI, ...) Driver Mode ---> USB Peripheral (gadget stack) USB Gadget Support ---> USB Peripheral Controller ---> Inventra HDRC USB Peripheral (TI, ADI, ...) Compile and boot uClinux. Then load the following modules:  modprobe musb_hdrc modprobe g_ether Then connect the USB plug of the Eval/Dev‐BF5xx to a Linux PC. In the output of the dmesg  command, you see the Ethernet device usb0 be generated:  usb0: register 'cdc_ether' at usb-0000:00:10.4-8, CDC Ethernet Device, 4a:c4:12:9e:87:99 usbcore: registered new interface driver cdc_ether   Blackfin uClinux User Guide    Page 29 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    10 Document Revision History   Version  Date  Document Revision  6  2009 09 02  Updated  information  about  U‐Boot  and  uClinux;  removed  deprecated  FAQ;  added  USB  description;  added  Support  DVD  chapter; added UART boot description  5  2007 12 05  Information about SVN tool chain added  4  2007 07 19  Information about PEEDI JTAG added  3  2007 06 21  General Information  2  2007 06 13  Development Tools added  1  2007 05 31  First release V1.0 of the Document       Table 10‐1:  Document Revision History  Blackfin uClinux User Guide    Page 30 

  Tinyboards    maximum performance at minimum size    A List of Figures and Tables   Figures  No table of figures entries found.  Tables  Table 8‐1: U‐Boot image types for Core Modules .................................................................... 20  Table 10‐1:  Document Revision History .................................................................................. 30      Blackfin uClinux User Guide    Page 31