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玩轉Zynq連載1——Zynq的linux啟動過程

發布時間:2019-4-16 07:03    發布者:rousong1989
玩轉Zynq連載1——Zynqlinux啟動過程
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1概述
         簡單的,以ug585中的一張圖來看,從大的方面說,Zynq中liunx的啟動可以分為硬件初始化和軟件啟動。而硬件初始化,分別是上電(POR)、所有寄存器復位和Zynq芯片的啟動模式引腳采樣、外設初始化禁能以及PLL的使能。而軟件啟動,分為3個階段,分別是stage 0 - BootROM、stage 1 - FSBL和stage 2 - 操作系統啟動。
         硬件初始化相對簡單明了,不多費口舌。下面我們看看軟件啟動過程。
2 BootROM階段
         BootROM是Zynq固化好的,換句話說,BootROM一定在Zynq芯片內部。雖然沒有看到哪個xilinx官方文檔很明確的提到BootROM存放在哪個位置,但沒關系,這并不重要。從功能上看,BootROM所實現的功能,如圖紅色箭頭所示,從SDIO外設所連接的外部SD卡(假設我們的FSBL和linux內核都在SD中)讀取的FSBL代碼,通過中央互聯單元(Central Interconnect)和片內存儲器互聯單元(OCM Interconnect)送到256KByte的片內存儲器中被處理器(Application Processor Unit)執行。
3 FSBL階段
         如圖所示,stage 1的FSBL所做的最重要的事情,就是將下一個階段stage 2的代碼(Liunx的uboot代碼)從SD卡,經過SDIO外設接口、片內存儲器互聯單元(OCM Interconnect)和DDR3存儲控制器(DDR3 Memory Interface),送到外部的DDR3芯片中運行起來。
4 SSBL階段
         stage 2可以直接運行基于BSP的裸機程序(不帶任何操作系統),也可以讀取操作系統的啟動引導程序(Second Stage Boot Loader, SSBL),對于linux操行系統而言,這個階段運行的就是uboot。
5 SD卡啟動文件解析
         接下來我們可以通過用于zynq運行linux的SD卡來理解接下來的stage1和stage 2的啟動過程。
         在Ubuntu中,我們打開SD卡,可以看到part(BOOT)0和part1(ROOTFS)兩個分區。如圖所示,part1(ROOTFS)類似windows中的C盤,一些常見的軟件工具可以存儲在這里。
         而part0(BOOT)則通常最少有如下3個文件。
         這3個文件的基本功能如下所述。主要看BOOT.bin這個文件,它包含了啟動過程stage 1的FSBL、stage 2的uboot和PL配置的bit流,而當linux的uboot起來以后,它隨后就會去加載uImage,將linux內核在外部存儲器如DDR3上運行起來。
參考文檔:
         ug585-Zynq-7000-TRM.pdf的Chapter 6:Boot and Configuration
         ug821-zynq-7000-swdev.pdf的Chapter 3:Boot and Configuration
         《Xilinx Zynq Soc與嵌入式Linux設計實戰指南》第3章
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