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在Zynq-7000 SoC中搭建运行Linux嵌入式软件栈。 处理器系统引导是一个分两个阶段的过程。第一个阶段是一个内部 BootROM它存储 stage-0 的引导代码。BootROM 在 CPU 0 上执行CPU 1 执行等待事件WFE指令。 BootROM 还配置必要的外围设备以开始从其中一个引导设备获取第一阶段引导加载程序 FSBL引导代码。可编程逻辑PL不是由 BootROM配置的。第二种状态是 FSBL 引导 代码。这通常存储在闪存、SD卡中或者可以通过JTAG下载。BootROM代码将FSBL引导 代码从选定的非易失性存储器复制到片上存储器OCM。加载到OCM中的FSBL的大小限 制为192KB。在FSBL开始执行后完整的256 KB可用。有一个可选的第二阶段引导加载程 序它是可选的由用户设计。常见的第二阶段引导加载程序是U-boot。 1 FSBL Zynq-7000 的第一阶段引导加载程序FSBL使用硬件比特流如果存在配置 FPGA 并将操作系统OS映像或第二阶段引导加载器映像从非易失性存储器 NAND/SD/eMC/QSPI加载到存储器DDR/OCM。它支持多个分区每个分区可以是 代码映像、位流或通用数据。如果需要可以对这些分区中的每个分区进行身份验证和/或解 密。 2 U-Boot U-Boot通用引导加载程序的缩写是一种开源的主引导加载程序用于嵌入式设备 以引导Linux社区中经常使用的设备操作系统内核。Xilinx在Zynq-7000设备中使用U-Boot作 为第二阶段引导加载程序。 3 Linux Linux全称 GNU/Linux是一种免费使用和自由传播的类 UNIX操作系统是我们本开 发指南的重点。 以上就简单的介绍了Zynq-7000嵌入式软件栈如果没有看懂没关系笔者这里简单的概 括下。Zynq-7000上电后首先由BootROM对Zynq设备进行初始启动然后引导加载fsbl到OCM并启动fsblfsbl启动后将uboot加载到DDR并启动ubootuboot启动后加载linux系统 镜像到DDR并启动linux至此整个linux系统启动完成。
2 Petalinux 工具的设计流程概述 需要说明的是以上设计流程不是按部就班的每一步都执行一遍可以根据使用场景有选 择的执行。一般的设计流程如下
1. 通过Vivado创建硬件平台得到xsa文件
2. 运行 source petalinux 安装路径/settings.sh设置 Petalinux 运行环境
source /opt/pkg/petalinux/2020.2/settings.sh
#或者
sptl 3. 通过petalinux-create -t project 创建 petalinux 工程
petalinux-create -t project --template zynq -n AZYNQ5. 使用 petalinux-config --get-hw-description将 xsa 文件导入到 petalinux 工程当中并配置
petalinux 工程 cd AZYNQ
petalinux-config --get-hw-description ../6. 使用petalinux-config -c kernel 配置 Linux 内核
7. 使用petalinux-config -c rootfs 配置 Linux 根文件系统
8. 配置设备树文件
vi project-spec/meta-user/recipes-bsp/device-tree/files/system-user.dtsi #include dt-bindings/gpio/gpio.h
#include dt-bindings/input/input.h
#include dt-bindings/media/xilinx-vip.h
#include dt-bindings/phy/phy.h/ {model Alientek Navigator Zynq Development Board;compatible xlnx,zynq-zc702, xlnx,zynq-7000;leds {compatible gpio-leds;gpio-led1 {label led2;gpios gpio0 0 GPIO_ACTIVE_HIGH;default-state on;};gpio-led2 {label led1;gpios gpio0 54 GPIO_ACTIVE_HIGH;linux,default-trigger heartbeat;};gpio-led3 {label pl_led0;gpios axi_gpio_0 0 0 GPIO_ACTIVE_HIGH;default-state on;};gpio-led4 {label pl_led1;gpios axi_gpio_0 1 0 GPIO_ACTIVE_HIGH;linux,default-trigger timer;};gpio-led5 {label ps_led0;gpios gpio0 7 GPIO_ACTIVE_HIGH;default-state on;};gpio-led6 {label ps_led1;gpios gpio0 8 GPIO_ACTIVE_HIGH;linux,default-trigger timer;};};keys {compatible gpio-keys;autorepeat;gpio-key1 {label pl_key0;gpios gpio0 55 GPIO_ACTIVE_LOW;linux,code KEY_LEFT;gpio-key,wakeup;autorepeat;};gpio-key2 {label pl_key1;gpios gpio0 56 GPIO_ACTIVE_LOW;linux,code KEY_RIGHT;gpio-key,wakeup;autorepeat;};gpio-key3 {label ps_key1;gpios gpio0 12 GPIO_ACTIVE_LOW;linux,code KEY_UP;gpio-key,wakeup;autorepeat;};gpio-key4 {label ps_key2;gpios gpio0 11 GPIO_ACTIVE_LOW;linux,code KEY_DOWN;gpio-key,wakeup;autorepeat;};touch-key {label touch_key;gpios gpio0 57 GPIO_ACTIVE_HIGH;linux,code KEY_ENTER;gpio-key,wakeup;autorepeat;};};beep {compatible gpio-beeper;gpios gpio0 58 GPIO_ACTIVE_HIGH;};usb_phy0: phy0e0002000 {compatible ulpi-phy;#phy-cells 0;reg 0xe0002000 0x1000;view-port 0x0170;drv-vbus;};
};uart0 {u-boot,dm-pre-reloc;status okay;
};sdhci0 {u-boot,dm-pre-reloc;status okay;
};usb0 {dr_mode otg;usb-phy usb_phy0;
};qspi {u-boot,dm-pre-reloc;flash0 { /* 16 MB */compatible w25q256, jedec,spi-nor;reg 0x0;spi-max-frequency 50000000;#address-cells 1;#size-cells 1;partition0x00000000 {label boot;reg 0x00000000 0x00100000;};partition0x00100000 {label bootenv;reg 0x00100000 0x00020000;};partition0x00120000 {label bitstream;reg 0x00120000 0x00400000;};partition0x00520000 {label device-tree;reg 0x00520000 0x00020000;};partition0x00540000 {label kernel;reg 0x00540000 0x00500000;};partition0x00A40000 {label space;reg 0x00A40000 0x00000000;};};
};gem0 {local-mac-address [00 0a 35 00 8b 87];phy-handle ethernet_phy;ethernet_phy: ethernet-phy7 { /* yt8521 */reg 0x7;device_type ethernet-phy;};
};gem1 {local-mac-address [00 0a 35 00 11 55];phy-reset-gpio gpio0 63 GPIO_ACTIVE_LOW;phy-reset-active-low;phy-handle pl_phy;pl_phy: pl_phy4 { reg 0x4;device_type ethernet-phy;};
};watchdog0 {status okay;reset-on-timeout; // Enable watchdog reset function
};adc {status okay;xlnx,channels {#address-cells 1;#size-cells 0;channel0 {reg 0;};};
};i2c0 {clock-frequency 100000;eeprom50 {compatible atmel,24c64;reg 0x50;pagesize 32;};rtc51 {compatible nxp,pcf8563;reg 0x51;};
};10. 使用petalinux-build 编译整个工程
petalinux-build11. 使用petalinux-package --boot制作 BOOT.BIN启动文件
petalinux-package --boot --fsbl --fpga --u-boot --force13. 制作SD启动卡将BOOT.BIN和image.ub以及根文件系统部署到SD卡中
14. 将SD卡插入开发板并将开发板启动模式设置为从SD卡启动
15. 开发板连接串口线并上电启动串口上位机打印启动信息登录进入Linux系统。
