ZYNQ-7000芯片用u-boot启动linux系统方法

最新推荐文章于 2025-11-14 09:36:04 发布

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本文详细介绍了ZYNQ-7000系列芯片的四种启动方式：SD卡启动、QSPI_FLASH启动、QSPI_FLASH+EMMC启动及QSPI_FLASH+RAMFS启动。重点讨论了每种启动方式所需文件、配置步骤及其优缺点。

0. 芯片启动概述

ZYNQ-7000系列芯片运行Linux操作系统需要BOOT.BIN文件、image.ub文件和rootfs。
BOOT.BIN文件由fsbl.elf、bitstream和u-boot.elf（裸机elf程序）文件组成。fsbl.elf是由xilinx设计的，由OCM加载执行，有两个主要功能。第一是用于加载bitstream到PL，第二是根据BOOT.BIN文件组成，执行u-boot或是裸机elf程序。bitstream文件是FPGA的配置文件。裸机elf程序用于在不启动操作系统的情况下运行一些软件。u-boot.elf是一种bootloader程序，可以根据不同的硬件情况，在不同的场景下引导操作系统镜像的执行。
image.ub文件是由操作系统的镜像文件uImage和设备树文件dtb组成。uImage由压缩过的操作系统镜像zImage和一段由u-boot在引导时会读取的头image_header_t（64B）组成，这个头用于储存u-boot在引导系统时所要获取的一些信息。zImage由未压缩的内核镜像vmlinux和解压代码组成。在u-boot引导内核时，会解压zImage到内存中执行。
rootfs是linux的根文件系统，在linux系统启动过程中，必须要挂载这样一个根文件系统。我们的可执行程序以及所用到的库文件、linux系统的配置文件等，都会存储在这样一个根文件系统中。

SD卡启动的最大优点就是方便可携带，SD卡被分为两个分区。一个FAT32分区存放BOOT.BIN和image.ub文件，一个ext4分区存放rootfs。
zynq-7000有两个SD控制器，在blockdesign里配置zynq核时，根据硬件原理图显示（SD连到了PS端，电路接口与zynq的MIO40-45相连），选择SD0并选择正确的MIO口。
输入 petalinux-config --get-hw-description -p ./配置硬件。
选择SD0作为首选SDIO。
选择SD作为BOOT.BIN的存储介质。
默认FLASH作为u-boot环境变量的存储介质，u-boot会根据下面的FLASH分区表到指定的位置读取环境变量。忽略除bootenv外的其它部分，因为FLASH中根本就没有这些部分，它们都在SD卡上。在这里只会用到FLASH中的bootenv。