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玩转Zynq连载1——Zynq的linux启动过程

 

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1概述

         简单的,以ug585中的一张图来看,从大的方面说,Zynq中liunx的启动可以分为硬件初始化和软件启动。而硬件初始化,分别是上电(POR)、所有寄存器复位和Zynq芯片的启动模式引脚采样、外设初始化禁能以及PLL的使能。而软件启动,分为3个阶段,分别是stage 0 - BootROM、stage 1 - FSBL和stage 2 - 操作系统启动。

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         硬件初始化相对简单明了,不多费口舌。下面我们看看软件启动过程。

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2 BootROM阶段

         BootROM是Zynq固化好的,换句话说,BootROM一定在Zynq芯片内部。虽然没有看到哪个xilinx官方文档很明确的提到BootROM存放在哪个位置,但没关系,这并不重要。从功能上看,BootROM所实现的功能,如图红色箭头所示,从SDIO外设所连接的外部SD卡(假设我们的FSBL和linux内核都在SD中)读取的FSBL代码,通过中央互联单元(Central Interconnect)和片内存储器互联单元(OCM Interconnect)送到256KByte的片内存储器中被处理器(Application Processor Unit)执行。

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3 FSBL阶段

         如图所示,stage 1的FSBL所做的最重要的事情,就是将下一个阶段stage 2的代码(Liunx的uboot代码)从SD卡,经过SDIO外设接口、片内存储器互联单元(OCM Interconnect)和DDR3存储控制器(DDR3 Memory Interface),送到外部的DDR3芯片中运行起来。

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4 SSBL阶段

         stage 2可以直接运行基于BSP的裸机程序(不带任何操作系统),也可以读取操作系统的启动引导程序(Second Stage Boot Loader, SSBL),对于linux操行系统而言,这个阶段运行的就是uboot。

 

5 SD卡启动文件解析

         接下来我们可以通过用于zynq运行linux的SD卡来理解接下来的stage 1和stage 2的启动过程。

         在Ubuntu中,我们打开SD卡,可以看到part(BOOT)0和part1(ROOTFS)两个分区。如图所示,part1(ROOTFS)类似windows中的C盘,一些常见的软件工具可以存储在这里。

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         而part0(BOOT)则通常最少有如下3个文件。

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         这3个文件的基本功能如下所述。主要看BOOT.bin这个文件,它包含了启动过程stage 1的FSBL、stage 2的uboot和PL配置的bit流,而当linux的uboot起来以后,它随后就会去加载uImage,将linux内核在外部存储器如DDR3上运行起来。

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参考文档:

         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与嵌入式Linux设计实战指南》第3章

 

 

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