树莓派的可入侵性级别

我从事嵌入式系统（主要是微控制器）的工作已有3年左右。我想知道实际开源的RPi多少？我知道arduino为我们提供了硬件/软件等的完整详细信息。但是RPi呢？这很重要，因为我的团队并且我想对树莓派进行以下操作（此项目打算像arduino => no OS一样使用RPi）：

1. 重写主引导程序（ROM）以从闪存而不是外部SD卡引导。
2. 板载闪存中有一个辅助引导程序，这会激活pi的usb端口并进行监听。它必须接受二进制代码（它将从我的PC中获得）并将其保存在闪存中。稍后开始执行它。
3. 开发我们自己的设备驱动程序以处理通信协议。
4. 为PI开发我们自己的上载器和调试环境，以及针对ARM的嵌入式C的自定义实现（需要控制GPIO等）。
5. 如果可能，为嵌入式系统实现我们自己的操作系统。

树莓派有可能吗？如果不是，
->树莓派不可能实现我的五个目标。如果必须使用PI，我必须对项目进行哪些更改？
->市场上还有哪些其他板子可以让我完全完成我想要的工作？

一些背景

您应该知道的最重要的事情是RaspberryPi是一种奇怪的野兽，ARM CPU它不是主要的CPU-它只是的协处理器VideoCore GPU。当RaspberryPi启动时，会将GPU blob从SD卡读取到L2缓存中并执行。然后，此代码启动所有重要的外围设备（RAM，时钟等）并启动ARM CPU。然后，可以在第二阶段引导加载程序或某些操作系统本身上运行ARM CPU。

GPU blob不仅是引导程序。实际上，它本身就是一个操作系统（Video Core OS）。ARM CPU无法直接访问系统的某些重要元素，因此必须与之通信GPU（使用mailbox消息传递系统）才能使用它们。有部分文档这个可用。Broadcom员工不时地扩展了Video Core OS（VCOS）现在，以启用Linux内核RISC OS甚至某些业余OS 所需的功能。没有关于此的好的文档，但是，您必须在中进行挖掘RaspberryPi forum，github以及其他可能找到有关此信息的地方。但是它在那里..某个地方。还有一些人在RaspberryPi上编写自己的裸机代码甚至操作系统来帮助您。当然还有很多开源代码-例如RasbperryPi的Linux内核。

VideoCore是专有的，没有官方文档和开发工具。因此，除非您要付出很多努力，否则您将无法VCOS使用自己的代码进行重写。但是，我们需要对Video Core进行反向工程，您可以在此处找到一些信息。

另一个问题是，USBSynopsys 的堆栈是专有的，并且同样没有文档，而且似乎即使有了文档，也很难可靠地实现它。但是，代码仍然可用（Linux内核，u-boot，CSUD）。使用的高级图形功能Video Core可能也很难- 图形库有一些开源代码，但这仅是ARM侧面的。

话虽这么说，但有可能RISC OS从信息中获取端口（不过，如果他们仅使用可公开访问的信息，对我来说还不是很清楚），有些人（独立于Broadcom）正在重写Linux内核作为主线，在那里是FreeBSD端口，“ U-boot”和其他端口。因此，绝对可以编写您自己的OS。这并不像可能的那么简单。

你的目标

1号

据我所知，除了描述的方式，SoC不可能以其他方式启动。因此，第一阶段的引导程序必须打开SD card。它必须是GPU二进制文件，而不是ARM二进制文件，这是另一个问题。而且RaspberryPi中没有板载闪存，这也是一个问题。

2号

主要问题是flashRaspberryPi上没有板载。您可以添加一个，并且可以在引导加载程序中将其激活（必须已经是第二阶段的引导加载程序）。但是，编写USB驱动程序可能会出现问题。

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这应该不是什么大问题。此处ARM记录了大多数外围设备（至少是可访问的外围设备）。由于您已完全配置SoC，因此现有的引导加载程序使此操作变得更加容易。您可以在此处和此处查看一些代码和文档。

备择方案

我不了解RaspberryPi的其他任何主板，因此很难推荐一些东西，但是您可以看看一些成熟的项目，例如基于OMAP的Beagleboard / Beaglebone / Pandaboard，或者可以跟随一些新板的开发，例如基于Allwinner的Cubieboard或PCduino。这完全取决于您要完成什么。

为了更新Krzysztof的好答案，Broadcom最终公开发布了一些许可为3-Clause BSD的代码，以帮助制作开源GPU驱动程序。取代Raspberry Pi VPU固件blob的“ rpi-open-firmware”工作始于2016年：https：//github.com/christinaa/rpi-open-firmware。在https://news.ycombinator.com/item?id=11703842中查看更多信息

从RaspberryPi-Debian Wiki简要描述并链接了许多替代板，包括ODROID-C1，Cubieboard，Banana Pi，Olimex的OLinuxIno Wifi和OlinuxIno Mini，EOMA68和Beaglebone black。

实际上，使用Raspberry Pi的U-boot引导加载程序可以做很多事情。基本上，您只需让GPU将U引导映像作为“ OS”加载您的ARM协处理器SoC。

作为示例，我发现本文很有帮助。我还没有做，但是我打算。我在寻找一种自己解决的方法时碰巧发现了您的问题，然后我找到了这篇文章，它看起来可能对寻求类似帮助的其他人很有用。

还有另一篇文章，其中包含有关构建U-boot映像的更多详细说明。