Rispondendo alla mia stessa domanda, dopo aver capito cosa cercare. Un file "dtb" contiene un Device Tree Blob (o Binary) (bella descrizione qui). È il nuovo (er) modo per passare informazioni hardware sulla scheda al kernel Linux.
Può essere caricato in memoria e passato al kernel da u-Boot.
Ecco i comandi u-Boot che ho usato:
setenv bootargs 'console=tty0 console=ttyO2,115200n8 root=/dev/mmcblk0p2 rootwait rootfstype=ext4 rw'
fatload mmc 0:1 0x80300000 zImage
fatload mmc 0:1 0x815f0000 beagle-xm.dtb
bootz 0x80300000 - 0x815f0000
zImage è il kernel e beagle-xm.dtb è il blob dell'albero dei dispositivi. Ho automatizzato il processo di avvio impostando una variabile "uenvcmd=..." in uEnv.txt (con quanto sopra), ma è un po' brutta e probabilmente ci sono modi migliori.
Si noti che questo si avvia e dice che ha caricato l'albero dei dispositivi OK. Tuttavia, non ho ancora dispositivi USB o video (per quanto ne so). Tuttavia, sospetto che possa essere un problema diverso.
Sto usando Ubuntu 14.04 sul beaglebone black, quindi la mia configurazione potrebbe essere leggermente diversa, ma ecco come ho caricato un dtb personalizzato:
In uEnv.txt, aggiungi una riga con:dtb=name-of-desired.dtb
Le posizioni cercate dovrebbero essere quelle specificate qui. Per me questo era /boot/dtbs/linux-kernel/ dove linux-kernel è il nome della versione caricata.