一文搞懂Zynq的兩種啟動(dòng)模式
時(shí)間：2024-12-17 10:18:25
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ZYNQ的啟動(dòng)配置分多級(jí)進(jìn)行的。配置至少需要兩步，但通常按如下三個(gè)階段進(jìn)行：
階段0：該階段簡(jiǎn)稱為BootROM，控制著整個(gè)芯片的初始化過(guò)程。放在BootROM中的代碼是固化的，不可修改的，處理器核在上電或者熱啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)執(zhí)行這部分代碼。
階段1：該階段的啟動(dòng)加載器（FSBL）也可以由用戶代碼控制。
階段2：這階段通?？梢允怯脩舻腜S端的設(shè)計(jì)代碼，當(dāng)然也可以是第二階段的啟動(dòng)加載器（SSBL），這個(gè)階段可以完全由用戶控制，是可選的。
1、 電源要求：在階段0 BootROM狀態(tài)時(shí)，PS與PL的電源要求如表所示：
BootROM 1、 BootROM的作用：上電復(fù)位以后，PS端即開(kāi)始進(jìn)行配置。在不使用JTAG的情況下，ARM將在片上的BootROM中開(kāi)始執(zhí)行代碼。BootROM中的代碼對(duì)NAND、NOR、Quad-SPI、SD與PCAP的基本外設(shè)控制器進(jìn)行初始化，使得ARM核可以訪問(wèn)、使用這些外設(shè)。
而DDR等其他外設(shè)將在階段1或者之后進(jìn)行初始化。BootROM中的代碼還負(fù)責(zé)加載階段1的啟動(dòng)鏡像。 PS的啟動(dòng)源是由外部模式引腳的高低電平來(lái)選擇的，也就是指BootROM將根據(jù)外部配置引腳的設(shè)置來(lái)從不同的外部存儲(chǔ)中加載階段1的啟動(dòng)鏡像，當(dāng)然也支持在線性Flash上直接運(yùn)行。 需要注意的是PL的配置并不在BootROM中完成，BootROM只為配置PL做好準(zhǔn)備。
FSBL1、 FSBL是在BootROM之后啟動(dòng)的引導(dǎo)程序。由BootROM加載到OCM或者直接在線性Flash上運(yùn)行。FSBL主要完成以下工作：
1） 根據(jù)XPS中的配置，完成PS端的初始化。2） 使用比特流文件對(duì)PL進(jìn)行配置 .3） 加載第二階段引導(dǎo)程序（SSBL）或者裸跑程序（直接在ARM上運(yùn)行無(wú)操作系統(tǒng)程序）到內(nèi)存空間。 4） 跳轉(zhuǎn)執(zhí)行SSBL或者裸跑程序。 注意：FSBL在跳轉(zhuǎn)到SSBL或者裸跑程序前，并不使能MMU。這是因?yàn)樵S多操作系統(tǒng)，例如linux假設(shè)MMU在啟動(dòng)時(shí)是禁用的。 FSBL啟動(dòng)流程：
SSBL 第二階段的啟動(dòng)加載（SSBL）是可選的。 SSBL的引導(dǎo)程序稱為BootLoader。對(duì)于運(yùn)行在zynq平臺(tái)的linux系統(tǒng)而言，U-Boot就是SSBL。在zynq平臺(tái)中，F(xiàn)SBL幫助我們加載U-Boot到ARM來(lái)運(yùn)行。U-Boot擁有非常強(qiáng)大的功能，提供了許多用戶指令、讀寫內(nèi)存、flash、USB設(shè)備。U-Boot會(huì)幫助我們完成linux內(nèi)核啟動(dòng)之前所必須的硬件初始化，例如串口、DDR控制器等。
Linux啟動(dòng)過(guò)程： 嵌入式linux從軟件層面考慮可以分為以下四個(gè)部分：引導(dǎo)程序（BootLoader）、linux內(nèi)核、文件系統(tǒng)、應(yīng)用程序。 Zynq平臺(tái)中的嵌入式linux就是U-Boot，F(xiàn)SBL幫助我們引導(dǎo)U-Boot到內(nèi)存中。
U-Boot將為linux內(nèi)核初始化內(nèi)存和必要的外設(shè)，設(shè)置好啟動(dòng)參數(shù)。在zynq平臺(tái)中，采用設(shè)備樹(shù)來(lái)傳遞驅(qū)動(dòng)部分的參數(shù)，所以U-Boot還將為內(nèi)核拷貝設(shè)備樹(shù)鏡像文件到內(nèi)存中。由U-Boot傳遞給內(nèi)核的啟動(dòng)參數(shù)中通常包含了設(shè)備樹(shù)的地址，文件系統(tǒng)的類型、地址等信息。而后U-Boot將把系統(tǒng)控制權(quán)交給linux內(nèi)核。
當(dāng)linux內(nèi)核擁有系統(tǒng)的控制權(quán)后，將先進(jìn)行初始化，建議起內(nèi)核的運(yùn)行環(huán)境。Linux內(nèi)核在完成了虛擬地址到物理地址映射后，還有就是驅(qū)動(dòng)設(shè)備初始化與掛載。在zynq平臺(tái)中，采用設(shè)備樹(shù)的方式傳遞設(shè)備驅(qū)動(dòng)的信息，如果有為PL中的IP核編寫了驅(qū)動(dòng)程序，也可以使用模塊化的方式，待linux啟動(dòng)后再進(jìn)行掛載。
Linux內(nèi)核將根據(jù)U-Boot傳遞過(guò)來(lái)的參數(shù)信息選擇掛載文件系統(tǒng)的格式與掛載點(diǎn)。最后linux內(nèi)核將運(yùn)行init（）函數(shù)，這是內(nèi)核引導(dǎo)的終點(diǎn)，也是系統(tǒng)所有進(jìn)程的起點(diǎn)。 應(yīng)用程序都是放在文件系統(tǒng)中。
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