【Xilinx】MPSOC启动流程（三）- 第一段bootloader(FSBL)

原创 已于 2023-10-25 15:12:51 修改 · 1.7k 阅读 · 13 ·
CC 4.0 BY-SA版权
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
文章标签：

#arm #c语言 #linux

于 2023-04-13 13:34:02 首次发布
该文章详细介绍了Xilinx平台ARM部分的启动流程，包括BootDeviceInitialization的设备初始化和启动头验证，PartitionLoad的分区头文件验证与镜像拷贝，以及Handoff阶段的PM初始化和保护配置。在启动过程中涉及了多种启动设备如USB、QSPI、SD/EMMC，还有加密解密、镜像验证和CPU的唤醒管理。

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

此系列博客，仅对Xilinx平台PS端（ARM部分）开发做介绍，不对PL(FPGA)做过多介绍。

目录

三. Boot Device Initalization

3.1 Primary Boot Device Init

3.2 Secondary Boot Device

3.3 Validate Header

​​​​​​​四. Partition Load

​​​​​​​4.1 Partition Header Validation

​​​​​​​4.2 Partition Copy

​​​​​​​4.3 Partition Validation

五. ​​​​​​​​​​​​​​Handoff

​​​​​​​5.1 PM Init

​​​​​​​5.2 Protection Config

​​​​​​​5.3 Handoff

参考文档

三. Boot Device Initalization

此部分主要完成启动设备的初始化工作,支持多设备，多镜像启动方式，

       1.第一段启动设备初始化

       2.启动Header验证

       3.第二段启动设备初始化

3.1 Primary Boot Device Init

1.读取BootMode（启动引脚决定），读取CRL_APB_BOOT_MODE_USER寄存器

2.初始化CSU DMA，其可用于PL配置，和镜像传输

3.根据不同的启动模式，初始化对应的外设驱动，例如USB，QSPI，SD/EMMC等驱动

​​​​​​​3.2 Secondary Boot Device

1.通过image header table 中的值获取 启动方式

2.根据不同的启动方式初始化对应驱动

3.验证validateheader

注意：如果启动方式是JTAG ,将不会进入第三阶段PartitionLoad

​​​​​​​3.3 Validate Header

BOOT.BIN结构

头文件验证流程：

  1. 获取boot header内容
  2. 读取boot image attr

  1. 获取image heaer table
  2. 验证image header table信息

5.读取对应镜像的image header

​​​​​​​四. Partition Load

主要完成分区头文件验证，镜像拷贝等工作

  1. 验证分区头文件

 

  1. 镜像拷贝
  2. 分区验证

​​​​​​​4.1 Partition Header Validation

      1.验证头文件 CheckSum

       2.加解密长度验证

       3.获取目标CPU，目标设备（PS/PL）

       4.验证加载的RAM地址是否有效，包括TCM，DDR

​​​​​​​4.2 Partition Copy

       1.拷贝PL程序到 temp DDR 地址

       2.拷贝PS到加载地址

       3.拷贝PMU Firmware 到 PMU RAM

​​​​​​​4.3 Partition Validation

  1. PS端如果需要加密认证，则进行解密，拷贝到目标
  2. 加载PL端bit, 初始化PACP，通过CSUDMA发送bit到PACP，等待PL端完成。
  3. 唤醒PMU处理器

五. ​​​​​​​​​​​​​​Handoff

主要完成以下工作：

  1. PM初始化
  2. 保护配置
  3. 唤醒CPU

​​​​​​​5.1 PM Init

Platform Managerment相关的初始化工作：

       1.通过IPI的ID查找IPI配置

       2.初始化PMU 的IPI

       3.初始化IPI库

       4.配置Power Mangerment

​​​​​​​5.2 Protection Config

       1.关闭SYSMON的报警

       2.应用XMPU保护相关配置

       3.锁住XMPU

       4.开启SYSMON报警

​​​​​​​5.3 Handoff

       所有所有镜像分区内容：

       一．镜像目标CPU为其他CPU且需要提前启动

       1.Power up 对应CPU

       2.更新CPU运行，复位地址

       3.复位CPU，此CPU将开始执行其对应的程序

       二.   镜像目标CPU为正在运行的CPU需要提前启动

       1.更新启动地址

       三．正在运行的CPU处理

       5.标志FSBL 完成

       6.退出FSBL，XFsbl_Exit((PTRSIZE) HandoffAddress, Flags);

       7.进入xfsbl_exit.S 的XFsbl_Exit函数

       8.跳转到目标地址执行 后面的应用程序

              C语言传过来的目标运行地址存在R0/X0中

              32位时：

64位时：X30是链接寄存器

参考文档

ug1085-zynq-ultrascale-trm.pdf

ug1283-bootgen-user-guide-zh-cn-2022.2.pdf

ug1137-zynq-ultrascale-mpsoc-swdev.pdf

xilinx vitis工程之FSBL代码笔记
qq_43467135的博客
05-31 1576
zynqmp vitis fsbl
zynq Mpsoc fsbl
03-31 2124
fsbl是什么 first stage bootloader。简单理解就是一个BootLoader。 zynq MPsoc启动需要多级加载启动，所以有这么一个fsbl。 fsbl生成 fsbl可以建立工程自动生成，不需要添加修改任何代码，但是还是需要建立一个工程来生成。 sdk->new->applicant project 工程名就为fsbl->next选择fsbl 模板程序。 这个过程在uart hello world工程中有详细说明。 https://mp.csdn.
【Xilinx】MPSOC启动流程（一）- 芯片上电启动
顶级小学生
04-11 2337
Xilinx开发，ARM开发，嵌入式，Linux开发
【Xilinx】MPSOC启动流程（二）- 第一段bootloader(FSBL)
顶级小学生
04-12 2227
Xilinx开发，ARM开发，嵌入式，Linux开发
【Xilinx】MPSOC启动流程（四）- Uboot
顶级小学生
04-14 1508
Xilinx开发，ARM开发，嵌入式，Linux开发
【Xilinx】MPSOC启动流程（六）- Uboot
顶级小学生
04-18 682
Xilinx开发，ARM开发，嵌入式，Linux开发
4k码流解决方案-xilinx mpsoc
11-17
利用Xilinx Ultrascale+ Mpsoc实现多流转码处理解决方案
Xilinx ZYNQ 7000学习笔记二（FSBL代码分析启动-汇编代码）
u011116085的博客
09-20 3879
Xilinx ZYNQ 7000学习笔记
xilinx microblaze bootloader 程序
03-16
xilinx microblaze bootloader 程序
Xilinx《MPSoC_ebook_v1.0》英文版
05-08
本书详细讲解了Xilinx MPSoC的设计方法，全英文版，还原最纯真的英文释义，是一本很好的学习参考书。
XILINX SPI FLASH Bootloader的制作详细教程
06-03
本文档经过本人亲自测试，step by step 的介绍了如何在SDK中生成Bootloader，然后再如何改正其中的代码来用于SPI FLASH 的上电启动加载，另本文档中带有相关代码，只要按照文档中一步步操作，绝对正确
xilinx mpSoc 开发工具
walker_zero的博客
01-11 768
经过一段时间对zcu104学习，发现网上很少有对zcu104开发资料的提及，对mpsoc以及大部分xilinx下的soc开发过程的总结，做了一个简单的图来表达几个开发工具之间的关系。 ...
14.4版本的Xilinx SDK软件使用方法和FSBL文件的创建方法图解
热门推荐
libinbin_1014的专栏
03-12 1万+
本文档是默认planhead软件已经成功导出硬件所需的bit等文件。该文档仅介绍SDK软件（14.4的版本）的使用方法。   第一步： 文件夹里只有一个hw文件     第二步： 打开SDK软件，在此处输入hw文件所在路径（注意不要有中文）     打开软件后，hw所在文件夹会多出.metadata文件，以后只要是有此文件的地方，该路径均可以在SDK软件中打开   第三步：
FPGA时钟系统深度解析：以Xilinx MPSoC为例
最新发布
kanhao100的博客
03-31 2029
Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC是一种高度集成的异构计算平台，它结合了ARM处理器系统(PS)和FPGA可编程逻辑(PL)。这种架构的时钟系统面临着特殊的挑战：需要满足处理器系统的严格时序要求，并同时支持可编程逻辑的灵活性。PS时钟系统: 为ARM Cortex-A53、Cortex-R5、GPU和其他处理器组件提供时钟。PL时钟系统: 为可编程逻辑提供可配置的时钟资源。这两个子系统既相互独立又紧密联系，通过专门的接口实现时钟信号的共享和同步。
xilinx zynq的fsbl阶段的调试
suixintt的博客
07-08 7383
1，什么情况下会使用zynq fsbl的启动调试模式？ 答：我们在进行zynq开发，常把项目生成bin文件或者mcs文件，然后加载到板子上进行调试运行。然而有时候把文件加载后，上电板子没任何响应，这时则需要启动zynq fsbl启动调试模式，看看启动具体是在哪里卡住了。 2，启动调试步骤 在myfsbl/src/fsbl_debug.h中添加#define FSBL_DEBUG_INFO，打开fsbl中所有的调试信息，启动过程中会有各种调试信息打印出来，这样就会很容易知道启动...
Xilinx ZYNQ FSBL解读：通览
极客不孤独的博客
03-06 1482
本文对FSBL进行通览，可以了解其整体概貌，介绍了其工作流程，主要函数，为后续逐一细读作准备 / 从复位到跳转至SSBL的全流程：复位与BootROM阶段FSBL入口（标签）硬件初始化（函数内） 关键配置： DDR控制器参数（决定内
Xilinx bootloader引导程序学习记录
qq_38874479的博客
09-17 1016
工程bitstream,bootloader引导程序，microblaze应用主程序三者之间的关系如下图：上电后FPGA先加载bitStream，然后是bootloader程序，然后软核运行bootloader程序将应用主程序从flash中搬移到DDR里面，最后从DDR里面启动我们的应用主程序。工程中，led2的闪烁通过verilog来控制，生成bit文件；led3的闪烁在microblaze中控制，作为microblaze中的主程序，生成.elf文件。
【Xilinx】MPSOC启动流程（七）- Linux启动流程
顶级小学生
04-19 633
Xilinx开发，ARM开发，嵌入式，Linux开发
Xilinx FPGA MPSOC 4EV的mipi摄像头imx317的4K@30 H265编码（一）vivado工程
szfpgaer的博客
04-26 2293
ZU402采用xilinx 的mpsoc xczu4ev-sfvc784-2-i 方案相对ZCU106性价比更高，常用的接口，HDMI 4K@60输入输出、12G SDI、千兆以太网，MIPI摄像头，等高速接口一个不少。xilinx mipi摄像头H265编码 ，可替代ZCU106开发板。
我讲的是Xilinx zynq的fsbl
03-12
<think>好的，用户之前让我写了一篇关于FSBL和FsblHandOff()函数的博客框架，现在他提到他讲的是Xilinx Zynq的FSBL。我需要确认他的具体需求，可能他需要更详细的内容，特别是针对Zynq平台的部分。 首先，用户可能已经了解FSBL的基本概念，但需要深入Zynq的实现细节。之前的回复中已经包括了以Zynq为例的代码，但可能需要扩展更多Zynq特有的内容，比如启动流程、使用的硬件模块（如PS和PL部分），以及Xilinx工具链的支持。 然后，用户可能希望了解如何实际开发或调试Zynq的FSBL，比如使用Vitis IDE的步骤，或者如何配置启动头文件。另外，安全启动功能在Zynq中很重要，用户可能对加密和认证的具体实现感兴趣。 还需要考虑用户可能的背景。他可能是嵌入式开发者，正在使用Zynq平台，需要实际操作的指导，或者是在学习过程中遇到问题。需要提供具体的示例代码、配置步骤，以及常见问题的解决方法，比如启动失败的原因分析。 此外，用户之前的博客框架已经涵盖工作流程和函数解析，现在可能需要补充Zynq特有的内容，比如BootROM的作用，FSBL如何与BootROM交互，以及PL配置的具体过程，如使用PCAP接口加载比特流。 最后，要确保回答结构清晰，分点说明，帮助用户逐步理解Zynq FSBL的各个方面，同时提供实用信息，如工具使用和调试技巧，以满足实际开发需求。</think>以下是对Xilinx Zynq平台FSBL的专项解析，结合其硬件架构与工具链实现： --- ### Xilinx Zynq FSBL深度解析 **Zynq BootROM与FSBL关系** 1. **BootROM固化流程**（硬件自动执行） - 读取启动模式引脚（如QSPI/SD/SMAP），从`0xFC00_0000`执行ROM代码 - 加载FSBL到OCM（On-Chip Memory，地址范围`0x0000_0000~0x0003_FFFF`） - **关键校验**：验证FSBL头部`Width Detection`和`Identification`字段（例如`0xAA995566`） 2. **Zynq FSBL核心任务** - **PL配置**：通过PCAP（Processor Configuration Access Port）加载比特流，触发`PROG_B`信号复位PL - **多阶段引导**：支持链式加载（如FSBL→SSBL→Linux），通过`BootImage`的`Partition Header`定义阶段属性 - **XilLoader API调用**：使用`XFsbl_Initialize()`和`XFsbl_Transfer()`完成外设初始化与数据传输 --- ### Zynq FSBL代码结构（基于Vitis模板） #### 1. 主流程代码示例 ```c int main(void) { // 阶段1：初始化PS端基础硬件 XFsbl_Initialize(&FsblInstancePtr); XFsbl_ProcessBitstream(&FsblInstancePtr); // 阶段2：加载SSBL（如U-Boot）到DDR XFsbl_LoadPartition(SSBL_IMAGE_OFFSET); // 阶段3：执行控制权移交 XFsbl_HandoffExit(SSBL_ENTRY_ADDR); } ``` #### 2. **关键配置文件** - **bootgen配置（.bif文件）**：定义Boot Image格式 ``` // zynq.bif示例 the_ROM_image: { [bootloader] fsbl.elf [destination_device=pl] design.bit u-boot.elf } ``` - **xparameters.h**：包含PS端外设基地址（如`XPAR_UARTNS550_0_BASEADDR`） --- ### Zynq FSBL调试技巧 1. **早期调试** - 在`main()`前插入汇编指令强制切换UART引脚复用： ```asm ldr r0, =0xE0001000 @ MIO配置寄存器地址 mov r1, #0x00000600 @ MIO48/49作为UART0 TX/RX str r1, [r0] ``` - 使用`Xil_Out32()`输出调试码到LED（如`0x41200000`对应GPIO基地址） 2. **常见错误处理** - **"Invalid Image Header"**：检查Boot Image是否包含`FSBL_DEBUG_TYPE`字段 - **PL配置超时**：确认PCAP时钟使能，检查`STATUS`寄存器（`0xF8007310`）的`PCAP_INIT`位 --- ### Zynq UltraScale+ MPSoC差异点 1. **加密增强**：支持AES-GMAC和RSA-4096认证 2. **PMU集成**：FSBL需通过`PMU Firmware`管理电源域 3. **加载路径**：支持从eMMC的RPMB分区加载安全镜像 如需更深入的代码走读或启动时序分析，可提供具体应用场景（如安全启动/多核唤醒）。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包

打赏作者

有意思科技

给与不给，我都会更新

¥1 ¥2 ¥4 ¥6 ¥10 ¥20
扫码支付：¥1
获取中
扫码支付

您的余额不足，请更换扫码支付或充值

打赏作者

实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值