ZYNQ7000 启动流程解析

ZYNQ7000 启动流程解析,第1张

存放在ZYNQ芯片内部ROM不可更改,用于找到FSBL并启动它(从SD或者QSPI或者NAND),ug585第六章

用于引导U-Boot

用于引导Linux Kernel

petalinux工具可以构建2和3还有内核

BOOT.BIN包括fsbl,bitstream,用户程序(uboot)

image.ub包括了kernel(devicetree DTB和rootfs通过设置可选包不包含在ub内)

主要是分析下FSBL工程的main函数

调用ps7_init函数

主要是对PS端配置信息进行初始化 *** 作,包括MIO,PLL,CLK and DDR

我们在vivado软件中可以通过图形化的方式对ZYNQ PS端外设进行相关配置,那么这些配置信息会写入到hdf文件,SDK(或petalinux)会对hdf文件进行解析并生成对应的寄存器配置表,然后FSBL工程中会通过ps7_init函数将寄存器配置表写入到对应的寄存器中,完成对MIO/PLL/CLK/DDR等外设的硬件配置。

先调用Xil_DCacheFlush函数完成刷DCache缓存的 *** 作,然后再调用Xil_DCacheDisable禁用DCache缓存。

调用RegisterHandlers函数

调用DDRInitCheck函数

调用InitPcap函数

处理器配置访问端口

这个寄存器记录ZYNQ的启动方式(QSPI、SD、NAND、Nor、JTAG)

可以通过MIO3 MIO4  MIO5这三个引脚去配置ZYNQ的启动方式

ZYNQ上电复位的时候,会将这三个引脚的电平状态保存在BOOT_MODE寄存器当中。

每一种启动方式会有不同的处理方式。

第一、先初始化对应的flash设备

第二、再将MoveImage函数指针指向Flash设备的读写函数实体

调用LoadBootImage函数

FSBL的主要工作是启动U-Boot(终极目标),也要将bitstream文件加载到PL端。

找到U-Boot、bitstream

在读取U-Boot拷贝DDR中对应的加载地址,读取bitstream加载到PL端

调用FsblHandoff(HandoffAddress)

启动完U-Boot之后,FSBL的使命的就完成了。

步骤:

1. 首先在vivado SDK中分别建立两个工程

注意:如上图所示,Core0 工程建立时选择ps7_cortexa9_0, Core1 工程建立时选择ps7_cortexa9_1

完成后如下图所示:

2.配置Core1即从核中的BSP文件

在下图中画圈处,配置:-DUSE_AMP=1

3 配置Core0和Core1的DDR空间分配

通过修改lscript.ld文件中的内容,可以改变在存储器中的执行位置,

因为ELF文件是加载到DDR中执行的,所以两个DDR地址不能重合

Core0的配置 :画圈处 栈空间也要分配,防止溢出

Core1配置

4 建立FSBL文件,并配置mian()文件

配置main() 跟第三步中的DDR空间配置有关

在FSBL的src中找到main.c文件打开,在里面添加下面一段代码,用于启动CPU1:

#define sev() __asm__("sev")

#define CPU1STARTADR 0xFFFFFFF0 //Core1 DDR配置中的SIZE大小

#define CPU1STARTMEM 0x10000000 //Core1 DDR配置中的起始地址

void StartCpu1(void)

{

#if 1

Xil_Out32(CPU1STARTADR, CPU1STARTMEM)

dmb()//waits until write has finished

sev()

#endif

}

将上面的代码在main()中添加到:

Load boot image的位置,将CPU1的启动函数,放置于此位置,改动后的代码段如下:

5 生成mcs文件和烧写mcs文件到QSPI Flash

单击‘Core1’,选择Xilinx Tools –>Create zynq boot image,选择Add,选择文件…/ Core1/Debug/ Core1.elf,点击打开。然后选择Core1.elf, Core0.elf在Core1.elf上面。然后在Output pach后面把boot.bin修改为Boot.mcs。然后点击 Create Image

选择Core0

选择文件生成存储地址

选择MCS

画圈处是添加的文件

顺序为:FSBL.elf.bit文件 Core0.elf Core1.elf

点击Create Image 生成.mcs文件

6 完成 *** 作 将 .MCS 文件烧写进板子里

bin文件用来烧写到SD卡,mcs文件用来烧写到QSPI flash中 ,

选择Xilinx Tools –>Program Flash,在Image File后面选择刚才生成的Boot.mcs文件,Offset为0x0,Flash Type为qsip_single。勾选Blank check after erase和Verify after flash。检查开发板上电和连线状况,然后点击Program

在ZYNQ上使用gigE Vision协议的网络接口相机。

第一步:调通PS侧网口GEM0(Xilinx BSP默认配好)。

第二步:调通PS侧网口GEM1(见前一篇文档:开发笔记(1))。

第三步:调通PL侧网口(本文阐述)。

第四步:在PL侧网口上验证Jumbo Frame特性,并在应用层适配gigE Vision协议。

根据《xapp1082》可知,PL侧的PHY支持1000Base-X和SGMII两种配置,这两种配置对应两种不同的PHY引脚接口(连接到MAC)。而我们的hdf文件使用的是1000Base-X的配置。

关于网口的Linux驱动,我们在官网找到一份资料: Xilinx Wiki - Zynq PL Ethernet 。资料很长,我们只看与我们相关的2.4.1 PL Ethernet BSP installation for 1000Base-X”这一章节就可以了。

首先导入FPGA设计同事提供的hdf文件:

在d出的图形界面里,进入Subsystem AUTO Hardware Settings——Ethernet Settings——Primary Ethernet,确认可以看到PL侧网络设备axi_ethernet_0,说明hdf文件里已包含了必要的网口硬件信息:

上图中被选中的网口将成为Linux上的设备eth0。这里我们默认选择ps7_ethernet_0,即使用GEM0作为首选网口。

启用Xilinx AXI Ethernet驱动

进入Device Drivers -- Network device support – 选中Xilinx AXI Ethernet(以及Xilinx Ethernet GEM,这是PS侧网口的驱动)

进入Networking support – 选中 Random ethaddr if unset

进入Device Drivers -- Network device support -- PHY Device support and infrastructure – 启用Drivers for xilinx PHYs

进入~~~~Device Drivers -- DMA Engine Support -– 禁用~~~~Xilinx AXI DMAS Engine~~~ (对应的配置项名为 ~~ CONFIG_XILINX_DMA ~~~)

注意: Xilinx Wiki里对设备树节点的引用有误(&axi_ethernet),导致编译报错,应改为&axi_ethernet_0。

注:PL-ETH驱动所在路径:<project>/build/tmp/work-shared/plnx_arm/kernel-source/drivers/net/ethernet/xilinx/xilinx_axienet_main.c和xilinx_axienet_mdio.c。对应的内核配置项为CONFIG_NET_VENDOR_XILINX和CONFIG_XILINX_AXI_EMAC。

启用ethtool和tcpdump(调试用,非必须):

然后将生成的BOOT.BIN和image.ub拷贝到SD卡根目录下,将SD卡插入板子上,上电运行。

上电后,使用ifconfig eth1查看网口信息,观察MAC地址与设置的一致,且ifconfig eth1 192.168.1.11 up没有报错。

测试网络通路:ping PC是通的。说明网口工作正常。

Linux下eth1(即PL-ETH)的MAC地址有误

问题描述:

开机打印:

注意:

MAC地址是错的,驱动里解析出的是GEM0的MAC地址。

试验发现,即使在system-user.dtsi里不写local-mac-address,也照样解析出的是GEM0的MAC。

而将system-user.dtsi里的local-mac-address改名为pl-mac-address,并将驱动里解析的字符串也对应更改为pl-mac-address,则可以正确解析出来:

Passing MAC address to kernel via Device Tree Blob and U-Boot:

http://zedboard.org/content/passing-mac-address-kernel-device-tree-blob

通过更改u-boot环境变量和设备树,为每个板子设置一个独特的MAC地址:

https://www.xilinx.com/support/answers/53476.html

U-Boot里的环境变量ethaddr会覆盖掉设备树里pl-eth的local-mac-addr字段,从而影响Linux启动后的网卡MAC地址;

但U-Boot里的环境变量ipaddr不会对Linux启动后的配置产生任何影响。因为设备树里根本就没有关于IP地址的配置。

phy-mode怎么会是sgmii?查了下官方的提供的BSP里,也是“sgmii”。说明这个没问题。具体原因不清楚。

@TODO: 设备树里的中断号的顺序如何影响功能?

为何读出来的IRQ号不对呢?这是因为这里读到的不是硬件的中断号,而是经过系统映射之后的软件IRQ number。两者不具有线性关系。

关于中断号的疑问:

Linux上的网口eth0、eth1的顺序,似乎是按照phy地址从小到大来排布的。

Xilinx xapp1082-zynq-eth.pdf (v5.0) July 16, 2018

https://www.xilinx.com/support/documentation/application_notes/xapp1082-zynq-eth.pdf

Xilinx Wiki - Zynq PL Ethernet:

https://xilinx-wiki.atlassian.net/wiki/spaces/A/pages/18841633/Zynq+PL+Ethernet

Xilinx Wiki - Linux Drivers:

https://xilinx-wiki.atlassian.net/wiki/spaces/A/pages/18841873/Linux+Drivers

Xilinx Wiki - Linux Drivers - Macb Driver:

https://xilinx-wiki.atlassian.net/wiki/spaces/A/pages/18841740/Macb+Driver

Xilinx Wiki - Zynq Ethernet Performance:

https://xilinx-wiki.atlassian.net/wiki/spaces/A/pages/18841743/Zynq+Ethernet+Performance

查到关于Jumbo frame MTU的定义,当前值为9000,可否改大一些?

驱动源码里关于jumbo frame的说明:

设置MTU为9000,发现ping包最大长度只能设为ping 192.168.1.10 -s 1472

https://lore.kernel.org/patchwork/patch/939535/

【完】


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原文地址:https://54852.com/yw/11277441.html

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