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Zynq及ZynqMP启动方式总结：从Boot ROM到RootFS的完整流程

创作时间:

作者:

@小白创作中心

Zynq及ZynqMP启动方式总结：从Boot ROM到RootFS的完整流程

引用

CSDN

https://m.blog.csdn.net/w18864443115/article/details/138968714

Zynq及ZynqMP系列启动流程

启动所需文件和顺序

Boot ROM →fsbl（fsbl.elf） → bitstream（system.bit）→ u-boot（u-boot.elf）→ bootscr（boot.scr）→ kernel（Image）→ device tree（system.dtb）→ rootfs

Boot ROM：直接固化在Zynq硬件，开发者无法修改，启动模式是在这里设置（QSPI，SD，JTAG）
fsbl（first stage boot loader）：第一阶段加载程序，运行了这个，系统才能够运行裸机程序或者是引导操作系统的u-boot
bitstream：PL端硬件加载文件
u-boot：U-Boot引导加载程序的可执行映像文件
注：fsbl（fsbl.elf） → bitstream（system.bit）→ u-boot（u-boot.elf）：这三个可以合称为一个BOOT.bin
bootscr：加载下面文件的脚本
kernel：内核加载可执行镜像文件，操作系统的核心组件
device tree：设备树文件，用于嵌入式系统中的设备驱动和操作系统内核之间的通信
rootfs ：根文件系统，包含了操作系统运行所需的文件和目录结构

展开介绍

Zynq 是通过片上CPU完成对芯片的配置，也就是PS和PL的配置是通过 PS 处理器 ARM 核来实现的。需要注意的是，与传统的 Xilinx 7 系列 FPGA 芯片不同，Zynq 是不支持从 PL 端进行直接启动配置的，一定要通过 PS 部分来完成。

Zynq 的具体启动配置是分级进行的，一共可以分为3个阶段，可以用0~2来表示：

Stage 0： BootROM 阶段
Stage 1： FSBL （First Stage Boot loader）阶段
Stage 2： SSBL （Second Stage Boot loader）阶段

BootROM 阶段：

读取启动方式的MIO引脚（JTAG、QSPI、SD）

全程在PS端完成！

FSBL （First Stage Boot loader）阶段：

完成 PS 的初始化
加载 PL 的bit流文件，完成 PL 配置
加载 SSBL 引导程序或是ARM的裸跑程序到 DDR
跳转执行 SSBL 或裸跑程序

SSBL （Second Stage Boot loader）阶段：

裸机不需要到这一步，这一步主要是用来运行操作系统

SD卡启动

1、格式化SD卡分区

把SD卡格式化为两个分区：

（1）FAT32分区：主要存储启动必须的文件

BOOT.bin （fsbl、bit、u-boot）
iamge.ub fix版的内核文件（kernel，设备树、rootfs（一般存放到ext4分区））
Image，system.dtb （如果不用fix版本，即需要把这两个文件放到FAT分区）

注：image.ub和{Image system.dtb} 选择一个即可

（2）ext4分区：主要存储根文件系统

rootfs.tar.gz （需要把这个文件解压到此分区）

解压命令：$ sudo tar xvf rootfs.tar.gz -C /media/rootfs （{/media/rootfs}为ext4分区名）

（3）petalinux设置部分

选择根文件系统的类型：SD

选择设备名称：/dev/sdblk0p1 （根据自己的情况填写）

通过QSPI FLASH启动

petalinux2021.2版本

1、分配FLASH内存

这里面的size，只是表示分区的存储大小，而不是起始地址

2、修改kernel在FLASH的位置

petalinux-config→ u-boot Configuration→ u-boot script configuration→ QSPI/OSPI image offsets

0x1940000：0x1900000 + 0x40000 （根据第一步分区，进行计算），表示kernel的起始地址

3、配置boot.scr的地址

petalinux-config -c u-boot → ARM architecture → Boot script offset

0x3240000：0x1900000 + 0x4000 + 0x1900000 ，表示boot.scr文件在FLASH中的位置

4、打包生成BOOT.bin

根据上述设置好的地址，打包成BOOT.bin （包含bit文件）

petalinux-package --boot --force --format BIN --fsbl --fpga --pmufw --u-boot --kernel images/linux/Image --offset 0x1940000 --cpu a53-0 --boot-script --offset 0x3240000

 --boot：指定要创建的镜像类型为引导镜像。
 --force：强制执行操作，即覆盖现有的输出文件。
 --format BIN：指定输出镜像的格式为二进制格式。
 --fsbl：将 FSBL（First Stage Boot Loader）添加到镜像中。
 --fpga：将 FPGA 位流文件添加到镜像中。
 --pmufw：将 PMU 固件添加到镜像中。
 --u-boot：将 U-Boot 添加到镜像中。
 --kernel images/linux/Image：指定 Linux 内核映像文件的路径。
 --offset 0x1940000：指定将内核映像文件添加到镜像时的偏移地址。
 --cpu a53-0：指定目标处理器核心。
 --boot-script：将引导脚本（boot script）添加到镜像中。
 --offset 0x3240000：指定将引导脚本添加到镜像时的偏移地址。