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。

 

         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。

 

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。

 

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。

 

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。

         而part0（BOOT）则通常最少有如下3个文件。

         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。

 

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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hotsauce1861

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