一文读懂UEFI系统：从应用场景到RK平台开发全攻略

 

 

 

在嵌入式开发领域，UEFI（统一可扩展固件接口）早已不是陌生词汇。它作为传统BIOS的升级替代方案，凭借更强大的功能、更灵活的扩展性，正在成为嵌入式平台固件开发的核心选择。尤其在瑞芯微（Rockchip）RK系列平台上，UEFI的深度集成让开发者能够更高效地搭建Linux系统开发环境。今天，我们就来详细聊聊UEFI系统的应用场景，以及RK平台下的完整开发流程。

 

 

 

一、UEFI系统：不止是固件，更是嵌入式开发的“桥梁”

 

 

1. 什么是UEFI？

 

 

UEFI是一种介于硬件和操作系统之间的固件接口标准，负责启动过程中的硬件初始化、引导操作系统加载。与传统BIOS相比，UEFI支持更大容量的存储设备、更快的启动速度、更丰富的驱动支持，同时提供了统一的开发接口，让跨平台开发更便捷。在RK平台中，UEFI被深度集成到Linux SDK中，成为连接硬件与Buildroot/Debian/Yocto等Linux系统的关键桥梁。

 

 

2. UEFI的核心应用场景

 

 

•嵌入式智能硬件开发：适用于RK3588、RK3568等高性能嵌入式芯片，支撑智能终端、边缘计算设备、工业控制单元等产品的启动与硬件管理。

 

 

•多系统引导场景：支持Android Boot与Grub双启动方式，满足嵌入式设备灵活切换操作系统的需求，比如同时兼容嵌入式Linux和Android系统。

 

 

•复杂硬件配置管理：针对PCIE、USB、SPI Nor Flash、显示模块等外设，提供标准化的配置接口，适配不同硬件方案的定制化需求。

 

 

•企业级嵌入式方案：在需要高可靠性、可扩展性的工业设备、服务器级嵌入式产品中，UEFI的稳定性和兼容性能够大幅降低开发风险。

 

 

二、RK平台UEFI开发全流程：从环境搭建到配置优化

 

 

瑞芯微RK系列（以主流的RK3588为例）提供了完善的UEFI开发支持，从代码获取、编译、烧录到启动调试，每一步都有清晰的标准化流程。以下是详细开发步骤拆解：

 

 

1. 前期准备：确认开发环境与代码结构

 

 

（1）环境要求

 

 

•安装RK3588 Linux SDK，确保SDK中包含uefi目录（核心开发目录）。

 

 

•预装交叉编译工具链（如aarch64-none-linux-gnu-gcc），并配置好环境变量。

 

 

•准备瑞芯微开发工具（用于固件烧录）。

 

 

（2）核心代码结构

 

 

RK平台的UEFI代码主要分布在两个关键目录，清晰的结构便于开发者定位和修改：

 

 

•edk2-platforms/Silicon/Rockchip：包含通用驱动、头文件、库文件，以及RK3588/RK3568等芯片的专有IP驱动，同时提供Rockchip.dsc.inc等通用配置文件。

 

 

•edk2-platforms/Platform/Rockchip：存放设备树文件（如rk3588.dtb）、ACPI表、启动logo资源等平台相关配置，其中RK3588子目录包含该芯片的专属编译配置（.dsc/.fdf文件）和驱动模块。

 

 

2. 编译UEFI固件：两种高效编译方式

 

 

RK3588 Linux SDK提供了两种编译方案，满足不同开发习惯，编译后将生成可直接烧录的固件文件：

 

 

方式一：直接使用uefi目录脚本

 

 

进入SDK的uefi目录，执行以下命令（默认编译RK3588芯片）：

 

 

•  

./make.sh rk3588

 注意：此方式需手动拷贝设备树文件到指定路

•  

cp kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3588-evb1-lp4-v10-linux.dtb uefi/edk2-platforms/Platform/Rockchip/DeviceTree/rk3588.dtb

方式二：使用SDK根目录build.sh脚本

 

 

在SDK根目录执行，自动配置EDK2环境变量并编译u-boot

•  

./build.sh uefi

 优势：无需手动拷贝设备树文件，编译过程中会自动同步Kernel的DTB文件。

 

 

编译结果

 

 

两种方式均会生成两个核心固件：

 

 

•uboot_uefi.img：适用于EMMC启动的开发板。

 

 

•RK3588_NOR_FLASH.img：适用于SPI Nor Flash启动的开发板。

 

 

3. 固件烧录：分场景选择烧录方案

 

 

根据开发板的存储启动方式，选择对应的烧录文件和流程，核心分为EMMC启动和SPI Nor Flash启动两种场景：

 

 

场景一：EMMC启动（主流方案）

 

 

需烧录3个关键文件，且必须包含parameter.txt分区配置文件：

 

 

1.烧录文件清单：

 

 

￮u-boot/rk3588_spl_loader_v1.07.111.bin（引导加载器）

 

 

￮parameter.txt（分区配置文件）

 

 

￮uefi/uboot_uefi.img（UEFI固件）

 

 

2.关键配置：parameter.txt中需指定uboot分区起始地址（默认0x4000）和大小（不超过0x2000，单位512Byte），并添加boot分区UUID：

 

 

•  

uuid:boot=7A3F0000-0000-446A-8000-702F00006273

场景二：SPI Nor Flash启动

 

 

无需parameter.txt文件，仅需烧录两个文件：

 

 

•boot/rk3588_spl_loader_v1.07.111.bin（引导加载器）

 

 

•uefi/RK3588_NOR_FLASH.img（UEFI固件）

 

 

操作提示：使用瑞芯微开发工具，选择“下载升级固件”功能，按工具提示选择对应文件和地址即可。

 

 

4. 系统启动：两种启动方式灵活选择

 

 

RK平台UEFI支持Android Boot和Grub两种启动方式，可根据实际需求切换：

 

 

方式一：Android Boot启动

 

 

•核心特点：与RK3588通用Linux启动方式一致，仅需用uboot_uefi.img和boot_uefi.img替换原uboot和boot分区。

 

 

•关键要求：boot分区需采用Android格式打包（而非FIT格式），且分区的UUID、offset、size需与RK3588.dsc文件中的PcdAndroidBootDevicePath变量一致，否则会启动失败。

 

 

方式二：Grub启动（推荐Linux系统）

 

 

•核心逻辑：UEFI自动查找ESP分区中的/efi/boot/grubaa64.efi文件，通过grub.cfg配置文件加载kernel和initrd。

 

 

•编译kernel：需先编译RK3588内核生成deb包和Image文件，拷贝到系统安装盘：

 

 

•  

cp kernel/arch/arm64/boot/Image /udisk/install.a64/vmlinuz

•cmdline传递：如需使用ttyS作为调试串口，需修改grub.cfg：

 

 

•  

linux /install.a64/vmlinuz earlycon=uart8250,mmio32,0xfeb50000 console=ttyS2,1500000n8 --- quiet

5. 定制化配置：硬件功能按需开启

 

 

RK平台UEFI支持灵活的硬件配置，核心配置文件包括[make.sh](make.sh)（编译开关）、RK3588.dsc（变量定义）、RockchipPlatfromLib.c（硬件信息），以下是常用配置场景：

 

 

（1）SPI Nor配置

 

 

•修改IO管脚：在RockchipPlatfromLib.c的NorFspiIomux函数中，根据硬件原理图选择FSPI_M0/M1/M2模式，配置对应GPIO管脚。

 

 

•关闭模拟NV变量：修改RK3588.dsc文件，将PcdEmuVariableNvModeEnable设为FALSE。

 

 

（2）PCIE配置

 

 

•开启编译开关：在make.sh中添加-D ROCKCHIP_PCIE30。

 

 

•电源与复位配置：在Pcie30IoInit/Pcie30PowerEn函数中，根据TRM修改寄存器，配置PCIE的电源和复位GPIO。

 

 

（3）显示配置

 

 

默认关闭显示功能，需在make.sh中添加-D ROCKCHIP_VOPEN，开启显示支持。

 

 

（4）USB配置

 

 

USB2.0和Type-C host功能默认开启，如需适配自定义硬件，修改UsbPortPowerEnable函数，配置VBUS供电的GPIO管脚。

 

 

三、总结

 

 

UEFI系统以其强大的扩展性和兼容性，成为RK平台嵌入式开发的核心支撑，广泛应用于智能硬件、工业控制、边缘计算等场景。对于开发者而言，遵循“代码准备→编译固件→烧录启动→配置优化”的标准化流程，即可快速上手RK平台的UEFI开发。

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审核编辑 黄宇