zynq 7000下读写qspi 及flash 唯一id

最新推荐文章于 2025-07-04 10:24:02 发布
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#fpga zynq xilinx qsp

本文详细介绍了如何在Zynq 7000 FPGA平台上进行QSPI Flash的读写操作以及如何读取其唯一ID。通过硬件配置、SDK软件设计和测试验证，作者提供了完整的实验步骤。文中还探讨了使用Flash唯一ID进行加密的可能性，并提到了Xilinx的加密算法文档作为进一步学习资源。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

本文主要演示zynq 7000下对Qspi 的读写操作，以及读取8字节唯一ID, 可以用于简单加密。

我在使用altera 的时候，写了一篇读写flash 及其ID的文章。

在我转入zynq 7000的时候，自然也要有读写QSPI FLASH, 以及读取其ID。

本文分为四部分：硬件设计，软件设计，测试验证，期待

本文的前提条件是读者会helloworld 实验，也就是会zynq 7000的SDK开发过程，如果不会，那先去看我的zynq 7000下的helloworld 实验，或者开发板提供的helloworld 实验教程。

我实验平台是黑金的核心板AC7010, 其板上的QSPI芯片是W25Q256FV

工程下载链接：http://pan.baidu.com/s/1qYxAnFI 密码：p2c6

单一源代码下载链接  http://pan.baidu.com/s/1dFcsf3F

1  硬件设计

硬件设计基本和helloworld 一样，不同的是要选择QSPI, 否则怎么做实验呢。还有工程名字取为qspi。

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Xilinx ZYNQ 7000学习笔记三(qspi flash读写操作)
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ZYNQ 7000系列flash控制器读写
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ZYNQ通过读取SPI Flash的唯一ID来做MAC地址使用
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01-09 7482
引言: 几乎所有的研发到最后都会涉及到量产的问题,量产的时候就会遇到设备编号和网络MAC地址唯一性的问题.研发初期使用petalinux确实是非常的方便,虽然是很方便但是在某些情况下就显得不太灵活,比如说想自己修改一下u-boot,kernel什么的.我这里主要是希望每一台设备的MAC地址最好是独立的,不然N个设备在一个局域网里面路由器交换机就会变成一个傻子.起初的时候还是想过一些办法来解决MA......
Zynq 7020的SPI驱动开发方案
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zynq使用简单I/O对Flash进行读写测试
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硬件环境：ALINX 7020ZYNQ的QSPI Flash 控制器有以下三种模式：I/O 模式、线性地址模式，以及传统 SPI 模式。
ZYNQ7000---FLASH读写
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11-17 1251
本文主要用于记录对flash读写操作的学习。正点原子手把手教你学ZYNQ之嵌入式开发。
qspi flash驱动开发记录
weixin_43369409的博客
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ZYNQ之嵌入式开发05——串口中断、定时器中断、QSPI和SD卡读写测试实验
西岸贤
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qq_38584212的博客
04-19 5670
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STM32实验连载之四：读取芯片唯一ID号
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产品唯一的身份标识的作用：     ●  用来作为序列号(例如USB字符序列号或者其他的终端应用)；     ●  用来作为密码，在编写闪存时，将此唯一标识与软件加解密算法结合使用，提高代码在闪存存储器内的安全性；     ●  用来激活带安全机制的自举过程；      96位的产品唯一身份标识所提供的参考号码对任意一个STM32微控制器，在任何情况下都是唯一的。用户在何种
基于ZYNQ FPGA 读写NOR FLASH W25Q256
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通过SPI接口与FLASH芯片，实现对flash任意地址读写、32KB块擦除、64KB块擦除、片擦除功能，SPI通信速率20MHz。
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03-05 2572
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03-06 6495
今天看到有人在问SPI flash读取数据的方法，为什么这样读取？ 先给出一个函数，SPI的读取函数： /*! \brief read a block of data from the flash \param[in] pbuffer: pointer to the buffer that receives the data read from the flash...
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在进行zynq程序固话时需要注意的几点： 1. 在硬件中添加QSPI_FLASH模块 2. 修改QSPI的时钟到125M 3. 制作BOOT.bin文件，需要FSBL.elf、*.bit、*.elf三个文件 4. 创建fsbl_load.elf用于程序烧写。注意：这里的fsbl_load.elf和制作BOOT.bin的FSBL.elf是不同的，不能混用。在main函数中需要增加代码：B...
zynq驱动单片32M的qspi flash
07-04
<think>我们正在处理一个关于在Zynq平台上开发或配置驱动程序以支持32MBQSPI Flash的问题。根据引用内容，我们可以了解到ZynqMPSoC支持QSPI Flash作为启动介质，并且有相关的开发流程和远程更新的例子。我们的目标是配置或开发驱动程序来支持32MB的QSPI Flash。步骤：1.确认硬件连接：QSPIFlash通常通过QSPI接口与Zynq芯片连接。需要确认硬件使用的是标准SPI、DualSPI还是Quad SPI（QSPI），因为这将影响驱动配置。2.配置硬件设计：在Vivado中配置Zynq处理器的QSPI控制器，使其支持32MB的Flash容量。这包括设置正确的Flash型号、数据宽度（x1,x2, x4）和速度。3.生成设备树：在设备树中描述QSPIFlash设备，包括大小、分区等。4.开发或配置驱动：Linux内核中通常已经有QSPI Flash驱动（如spi-nor驱动），但需要确保其支持我们使用的具体Flash型号。如果不支持，可能需要添加新的Flash支持或调整参数。5.测试和验证：通过Linux命令读写Flash，验证驱动是否正常工作。详细步骤：1. Vivado硬件配置：-打开Vivado工程，在Zynq处理器的配置界面中，找到QSPI外设。-确保QSPI控制器被使用，并配置为Quad模式（因为QSPI Flash通常使用4线模式提高速度）。-根据Flash手册设置时钟频率。注意：32MB的Flash通常需要支持4字节地址模式（因为16MB以上需要4字节地址），因此需要确认控制器支持4字节地址模式（或启用扩展地址模式）。-生成硬件设计，导出XSA文件。2.使用Vitis或Petalinux生成FSBL和BOOT.bin：-根据引用[4]，FSBL（第一级引导程序）会初始化QSPI控制器。因此，在FSBL中需要正确配置QSPI控制器以支持大容量Flash。-在Vitis中创建FSBL工程时，通常不需要特别修改，因为FSBL会根据硬件设计初始化QSPI。但需要确保在板级支持包（BSP）中设置了正确的Flash参数。3.设备树配置：-在Petalinux工程中，通过设备树配置QSPI Flash节点。例如：```&qspi{status ="okay";flash0:flash@0 {compatible= "jedec,spi-nor";reg= <0x0>;spi-tx-bus-width =<4>;spi-rx-bus-width=<4>;spi-max-frequency =<50000000>;/*50 MHz*/#address-cells =<1>;#size-cells= <1>;partition@0{label ="boot";reg =<0x00x100000>; /*1MB forboot */};partition@100000{label ="bootenv";reg= <0x1000000x20000>; /*128KB forboot environment*/};partition@120000{label ="kernel";reg =<0x1200000x500000>;/*5MBfor kernel*/};partition@620000{label ="rootfs";reg= <0x6200000x1A00000>;/*26MBfor rootfs */};};};```注意：这里将32MB（0x2000000字节）分成了4个分区。请根据实际需求调整分区。-特别要注意，对于32MB的Flash，设备树中需要指定正确的`spi-max-frequency`和总线宽度（这里设置为4线），以及确保分区大小总和不超过32MB。4.驱动支持：- Linux内核的`spi-nor`驱动通常支持多种Flash芯片。需要确认你的Flash型号在驱动支持列表中。查看内核源码中的`drivers/mtd/spi-nor/spi-nor.c`文件，里面有一个`spi_nor_ids`数组，列出了支持的Flash型号。-如果不在列表中，需要添加新的Flash型号。可以参照其他Flash的条目，添加类似：```{ "flash_name",INFO(0xmanufacturer_id,0xdevice_id, size, sectorsize, flags) }```其中，`flags`可能需要设置`SPI_NOR_QUAD_READ`等以支持四线模式。-在Petalinux工程中，可以通过配置内核启用SPI NORFlash支持：```petalinux-config -c kernel```然后进入`Device Drivers-> MemoryTechnology Device(MTD)support ->SPI-NOR devicesupport`，确保启用。5.测试：-启动系统后，检查`/proc/mtd`文件，确认分区是否正确。-使用`flashcp`命令或`mtd_debug`工具进行读写测试。注意事项：-32MB的Flash需要4字节地址模式。在设备树中，通常驱动会自动检测大小并切换到4字节模式。但有些Flash可能需要发送特定的命令来进入4字节模式。可以在设备树中通过设置`spi-nor`节点的属性`spi-tx-bus-width`和`spi-rx-bus-width`为4，以及确保`spi-max-frequency`合适。-如果使用Quad模式，还需要注意Flash芯片是否支持Quad操作，以及是否需要在驱动中设置相应的标志（如`SPI_NOR_QUAD_READ`）。如果遇到问题，可以查阅Flash芯片的数据手册，确认其命令集和时序要求，以便在驱动中正确配置。相关问题：1.如何确认Linux内核中是否支持特定的QSPIFlash芯片？2.在Zynq平台上，如何通过设备树配置多个QSPI Flash分区？3.如何测试QSPI Flash的读写性能和稳定性？4.在QSPIFlash驱动中，如何实现4字节地址模式的支持？5.如何优化QSPI Flash的读写速度？以上步骤和问题可以帮助用户完成32MB QSPIFlash的驱动支持。</think>### 在Zynq平台上开发支持32MB QSPI Flash的驱动配置指南 #### 一、硬件配置关键步骤 1. **QSPI控制器初始化** 在Vivado中配置Zynq处理器的QSPI控制器： - 启用Quad SPI模式（支持x4数据线） - 设置时钟频率（建议≤100MHz） - 配置I/O电压与Flash芯片匹配（通常3.3V） - **32MB特殊配置**：启用4字节地址模式（`Dual/Quad SPI` > `Enable 4-byte Addressing`） 2. **Flash芯片选择** 确认Flash型号在驱动支持列表中（如MX25L25635F、W25Q256JV等）。若使用国产Flash，需检查： ```c // 驱动兼容性检查示例 static const struct spi_device_id flash_id[] = { { "mx25l25635f", INFO(0xc22019, 0, 64*1024, 512) }, { "gd25q256", INFO(0xc84019, 0, 64*1024, 512) }, { /* sentinel */ } }; ``` #### 二、软件驱动开发流程 1. **设备树配置** 在`qspi`节点添加Flash参数（Petalinux示例）： ```dts &qspi { status = "okay"; flash@0 { compatible = "jedec,spi-nor"; reg = <0>; spi-tx-bus-width = <4>; // Quad模式 spi-rx-bus-width = <4>; spi-max-frequency = <50000000>; // 50MHz #address-cells = <1>; #size-cells = <1>; partition@0 { label = "boot"; reg = <0 0x100000>; // 1MB }; partition@100000 { label = "kernel"; reg = <0x100000 0x500000>; // 5MB }; partition@600000 { label = "rootfs"; reg = <0x600000 0x1A00000>; // 26MB, 总计32MB }; }; }; ``` 2. **驱动层关键修改** - **4字节地址处理**：在`drivers/mtd/spi-nor/spi-nor.c`中实现`set_4byte_mode()`函数 - **擦除/写入优化**：针对大容量Flash优化块操作（32MB通常包含512个64KB扇区） ```c // 4字节地址模式切换示例 static int spi_nor_enter_4byte_mode(struct spi_nor *nor) { return nor->write_reg(nor, SPINOR_OP_EN4B, NULL, 0); } ``` #### 三、启动固件配置 1. **FSBL修改** 在FSBL源码中扩展Flash检测逻辑（`xqspipsu_g.c`）： ```c #define FLASH_SIZE 0x2000000 // 32MB #define SECTOR_SIZE 0x10000 // 64KB XQspiPsu_Config *ConfigPtr = XQspiPsu_LookupConfig(DEVICE_ID); ConfigPtr->FlashSize = FLASH_SIZE; ConfigPtr->SectorSize = SECTOR_SIZE; ``` 2. **BOOT.bin生成** 确保生成脚本包含Flash布局信息： ``` bootgen -image boot.bif -arch zynqmp -o BOOT.bin -w on ``` `boot.bif`内容示例： ``` the_ROM_image: { [bootloader] fsbl.elf [pmufw_image] pmufw.elf [destination_device=pl] system.bit [destination_cpu=a53-0] u-boot.elf } ``` #### 四、验证与调试 1. **读写测试工具** ```bash # 擦除测试 flash_erase /dev/mtd0 0 0 # 写入测试 dd if=/dev/urandom of=test.bin bs=1K count=1024 mtd_debug write /dev/mtd0 0x100000 1024 test.bin # 读取验证 mtd_debug read /dev/mtd0 0x100000 1024 read.bin diff test.bin read.bin ``` 2. **性能优化建议** - 启用DMA传输（配置`dmas`和`dma-names`属性） - 使用Quad I/O模式（`SPI_NOR_QUAD_READ`标志） - 调整Flash时钟分频（`ConfigPtr->ClkFreqOut`） #### 五、常见问题解决 - **启动失败**：检查FSBL中的Flash初始化序列，确保4字节模式已激活[^4] - **读写错误**：验证电压配置和信号完整性（建议加22Ω串联电阻） - **国产Flash兼容**：若使用非标准Flash，需在驱动添加`SFDP`（Serial Flash Discoverable Parameters）支持
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