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Jetson Xavier NX 无卡启动实战：从零配置 USB 编程模式

你有没有遇到过这样的场景？
手头的 Jetson Xavier NX 开发板刚到货，兴冲冲插上 SD 卡准备刷机，结果系统写入失败、卡死在 U-Boot 阶段，甚至 TF 卡直接变砖。反复烧录五次，换了三张高速卡，还是进不去系统——而这只是因为一张存储介质的质量波动。

这正是许多嵌入式 AI 工程师在项目初期踩过的坑。幸运的是，NVIDIA 早就为 Tegra 系列 SoC 设计了一套更可靠、更高效的替代方案：通过 USB 直接烧录系统到 eMMC 或 NVMe 固态存储，完全绕开 SD 卡。

本文将带你彻底掌握Jetson Xavier NX 的 USB 启动（RCM 模式）全流程，从硬件触发机制讲到软件工具链执行细节，不依赖图形化界面，全程可脚本化操作。无论你是想快速搭建开发环境，还是为产线自动化部署打基础，这套方法都值得深入理解。

为什么你应该放弃 SD 卡刷机？

别误会，SD 卡对于原型验证确实方便，但它的短板也很明显：

• 稳定性差：廉价 TF 卡读写错误率高，容易导致分区表损坏或内核镜像不完整。
• 速度瓶颈：即使是 UHS-I 卡，实际写入速度也很难超过 50MB/s，而 USB 3.0 能轻松跑满 400MB/s 以上。
• 难以批量管理：每台设备都要单独插拔卡片，在多机调试或生产测试中效率极低。
• 存在兼容性问题：某些载板对电源噪声敏感，USB 供电 + SD 卡同时工作可能引发异常复位。

相比之下，USB 编程模式（Programming Mode）是 NVIDIA 官方推荐的“标准做法”，尤其适用于以下场景：
- 新模块首次上电初始化
- 批量设备固件烧录
- 系统崩溃后的恢复修复
- 自动化 CI/CD 流水线集成

它不是“备选方案”，而是现代 Jetson 开发的标准起点。

RCM 模式到底是什么？一文说清底层原理

核心机制：FORCE_RECOVERY 引脚决定一切

Jetson Xavier NX 使用的是 NVIDIA T194（Tegra X1+）SoC，其启动流程遵循严格的分级引导架构（BL1 → BL2 → BL3 → BL4）。正常情况下，BootROM 会尝试从优先级最高的存储介质加载miniloader—— 通常是 eMMC 或 SD 卡。

但当你在上电瞬间拉低FORCE_RECOVERY引脚（接地），BootROM 就会被强制跳过本地存储查找阶段，转而激活 USB 控制器，并等待主机下发初始引导程序。这个状态就是所谓的RCM 模式（Recovery Control Mode）。

🔍 技术冷知识：RCM 全称是Remote Connection Manager，本质上是一种基于 USB 的专用 DFU（Device Firmware Upgrade）协议实现，仅用于早期引导阶段通信。

一旦进入该模式，设备会在主机端表现为一个特定的 USB 设备：

ID 0955:7c18 NVIDIA Corp.

这是 T194 芯片独有的 VID:PID 组合，也是刷机工具识别目标的关键标识。

四级启动流程中 USB 模式的介入点

关键在于BL1 阶段的行为切换。只要引脚条件满足，整个启动路径就会转向“主机驱动”模式，后续所有组件（包括 bootloader、kernel、rootfs）都将由 PC 主动推送过去。

如何让 Jetson 进入 USB 编程模式？动手实操指南

第一步：硬件准备

你需要准备以下物品：
- Jetson Xavier NX 开发套件（含载板）
- micro-USB 或 USB-C 数据线（支持 USB 3.0，建议原装）
- 外部 19V 电源适配器（推荐使用，避免 USB 供电不足）
- 跳线帽或杜邦线（用于短接 RECOVERY 引脚）

⚠️ 注意：部分第三方载板可能未引出FORCE_RECOVERY引脚，请确认你的开发板支持此功能。官方 DevKit 在 J41 扩展排针上有明确标注。

第二步：物理连接与模式触发

按照以下顺序操作：

1. 断开电源；
2. 用跳线帽或导线连接FORCE_RECOV与GND；
3. 插入 USB 线至主机（另一端接 Jetson 的调试口）；
4. 接通 19V 电源，给板子上电；
5. 观察主机终端输出是否有新设备接入记录。

# 检查是否成功进入 RCM 模式 lsusb | grep -i nvidia

预期输出：

Bus 002 Device 042: ID 0955:7c18 NVIDIA Corp.

如果没看到这条信息，请检查：
- USB 线是否支持数据传输（有些仅充电）
- 是否正确短接了 RECOVERY 引脚
- 主机是否安装了libusb-1.0-0-dev和 udev 规则

软件环境搭建：L4T 工具链详解

Linux for Tegra（L4T）是什么？

L4T 是 NVIDIA 为 Jetson 系列定制的完整软件栈，包含：
- 内核源码与设备树
- 专有驱动（GPU、DLA、ISP 等）
- 用户空间库（CUDA、TensorRT、VisionWorks）
- 刷机工具集（flash.sh、tegrarcm、bootloader 配置）

你可以通过两种方式获取 L4T 包：
1. 使用 SDK Manager 图形工具自动下载（适合新手）
2. 手动下载 tarball 并解压（更适合自动化）

无论哪种方式，最终你会得到一个名为Linux_for_Tegra的目录，结构如下：

Linux_for_Tegra/ ├── bootloader/ # miniloader.bin, bpmp.bin, *.cfg ├── rootfs/ # Ubuntu 根文件系统模板 ├── kernel/ │ ├── Image # 内核镜像 │ └── dtb/ # 设备树 blob 文件 ├── tools/ │ └── flash.sh # 核心刷机脚本 └── etc/udev/rules.d/ # USB 权限规则

✅ 建议：始终确保 JetPack 版本与 L4T 版本严格匹配。例如 JetPack 5.1.2 对应 L4T R35.4.1，版本错配可能导致无法启动。

关键脚本解析：flash.sh到底做了什么？

flash.sh是整个烧录过程的大脑，但它本身只是一个封装脚本。真正的工作是由一组底层工具协同完成的：

当执行以下命令时：

sudo ./flash.sh jetson-xavier-nx-devkit-emmc mmcblk0p1

系统实际上完成了这些动作：

1. 检测设备状态
   查询当前是否存在 ID 为0955:7c18的 USB 设备。

2. 下发 miniloader
   通过tegrarcm --download cboot bin将cboot.bin推送到设备内存中运行。

3. 建立双向通信
   miniloader 启动后返回 ACK 信号，表示已准备好接收完整镜像。

4. 格式化目标存储
   根据预定义的partition.xml文件，重新划分 eMMC 分区布局。

5. 逐项写入系统组件
   - 写入 BPMP 固件
   - 写入 CPU Bootloader
   - 解压 rootfs 到 root 分区
   - 写入 kernel、initrd、dtb
   - 设置 U-Boot 启动参数（如bootargs）

6. 完成并提示重启
   输出 “Finished. Reboot the device.”，此时可断电移除跳线。

整个过程耗时约20~40 秒（取决于主机性能和 USB 带宽），远快于传统镜像拷贝方式。

实用技巧与常见避坑指南

🛠️ 自动化检测脚本：防止误操作

在团队协作或批量操作中，很容易忘记设备是否处于 RCM 模式。可以用一个简单的 Python 脚本来前置校验：

#!/usr/bin/env python3 # check_rcm.py - Check if Jetson is in RCM mode import subprocess import sys def main(): result = subprocess.run(['lsusb'], stdout=subprocess.PIPE, text=True) if '0955:7c18' in result.stdout: print("[✓] Jetson Xavier NX detected in RCM mode.") sys.exit(0) else: print("[✗] Device not found. Please check connection and RECOVERY pin.") sys.exit(1) if __name__ == '__main__': main()

加入 CI 流程或打包成一键脚本时非常有用。

❗ 最常见的五个错误及解决方案

💡 秘籍：若多次失败，建议先清除 eMMC 上残留数据：
bash sudo ./flash.sh --eraseall jetson-xavier-nx-devkit-emmc mmcblk0p1

高阶玩法：不只是刷机，还能做什么？

1. 支持 NVMe SSD 启动（需载板支持 PCIe）

如果你的载板带有 M.2 接口且连接了 NVMe SSD，可以通过修改flash.xml中的<storage>字段指定目标为nvme0n1p1，实现直接将系统刷入固态硬盘：

<partition name="root" type="primary"> <allocation_policy>sequential</allocation_policy> <filesystem_type>ext4</filesystem_type> <size>0</size> <file_system_attribute>0</file_system_attribute> <partition_name>root</partition_name> <filename>extlinux.conf</filename> <mount_point>/</mount_point> <content_path>rootfs/</content_path> </partition>

这样可以获得更快的 I/O 性能，特别适合需要频繁读写模型或日志的应用。

2. 实现全自动无人值守烧录

结合 shell 脚本与硬件工装，可以构建“一键烧录站”：

#!/bin/bash # auto_flash.sh - Fully automated flashing workflow echo "[1/4] Waiting for device..." while ! lsusb | grep -q "0955:7c18"; do sleep 1; done echo "[2/4] Found device, starting flash..." sudo ./flash.sh -u jetson-xavier-nx-devkit-emmc mmcblk0p1 if [ $? -eq 0 ]; then echo "[3/4] Flash succeeded." echo "[4/4] You can now power off and remove jumper." else echo "[!] Flash failed. Check logs above." fi

配合串口日志监控，即可实现完整的“插入 → 上电 → 自动识别 → 烧录 → 报告结果”闭环。

3. 安全增强：启用 Secure Boot

对于商业产品，强烈建议开启安全启动机制。步骤包括：
1. 使用odmfuse工具烧录 ODM Private Key
2. 签名所有引导组件（cboot、kernel、dtb）
3. 熔断安全熔丝（fuses），锁定启动链

一旦启用，任何未经签名的固件都无法运行，有效防止恶意篡改。

写在最后：掌握这项技能的意义远超“省一张SD卡”

也许你会觉得：“我有一张好卡就够了，何必折腾 USB 模式？”
但当你面对几十台设备联调、客户现场紧急恢复、或是构建持续交付流水线时，就会意识到：可重复、可预测、可自动化的流程才是工程化的基石。

而 USB 启动模式正是通往这一目标的第一步。它不仅是刷机手段的升级，更是思维方式的转变——从“依赖人工干预”走向“由代码定义硬件”。

下一次当你拿到一块全新的 Jetson 模块，请不要再急着找 TF 卡。记住这个简单却强大的组合：

短接 RECOVERY → 插线 → 上电 → 执行 flash.sh

几秒钟后，一台纯净、可靠的 AI 边缘计算节点就已经 ready。

如果你正在做机器人、智能摄像头或工业质检项目，欢迎在评论区分享你的部署经验，我们一起探讨更多高效实践！