我們前面的例程都是在 SDK 開(kāi)發(fā)環(huán)境中用 JTAG 直接下載程序運(yùn)行，如果開(kāi)發(fā)板斷電，程序就會(huì)丟失，如何讓程序能夠在開(kāi)發(fā)板斷電后再上電能重新啟動(dòng)，這就需要用到應(yīng)用程序的固化。ZYNQ7000 SOC 芯片可以從 FLASH 啟動(dòng)，也可以從 SD 卡里啟動(dòng)， 本文給大家介紹程序的 FLASH 和/或者 SD 卡啟動(dòng)的方法。

前面我們也介紹過(guò)， Zynq7000 SOC 芯片上電后，運(yùn)行的是 ARM 系統(tǒng)(PS)。然后再通過(guò) ARM 系統(tǒng)軟件部分加載 FPGA 的比特流文件.bit 至 FPGA(PL)，啟動(dòng) FPGA 的邏輯功能。下面給大家介紹一下 ZYNQ 系統(tǒng)的啟動(dòng)流程：

開(kāi)發(fā)板啟動(dòng)流程

開(kāi)發(fā)板的啟動(dòng)分兩個(gè)階段，第一階段是 BOOT ROM，第二階段是 FSBL (First Stage Bootloader)。經(jīng)過(guò)兩個(gè)階段，應(yīng)用程序開(kāi)始運(yùn)行。

第一階段 (BOOT ROM)

1). AX7010/AX7020 開(kāi)發(fā)板上電后，Zynq7000 SOC 會(huì)首先執(zhí)行片內(nèi) Boot ROM 代碼， Boot ROM 代碼讀取 Boot mode 寄存器會(huì)決定是哪一種啟動(dòng)方式(SD card/QSPI Flash/JTAG)。

2). 確定好哪種啟動(dòng)方式后， Boot ROM 從相應(yīng)的啟動(dòng)設(shè)備(SD Card/QSPI Flash)加載 First

Stage Bootloader (FSBL) 到 On Chip Memory(OCM) RAM，開(kāi)始將執(zhí)行權(quán)交付給 FSBL。

第二階段 FSBL (First Stage Bootloader)

FSBL 開(kāi)始執(zhí)行， 后面我們會(huì)介紹了如何利用 SDK 工具一步步生成 FSBL 代碼和可執(zhí)行文

件，結(jié)合代碼可知 FSBL 主要做了如下工作：

1).初始化 CPU，初始化串口；

2). Processor System (PS) 一些控刢器的初始化，如 MIO, PLL, CLK and DDR；

3). 禁止 L1 Data Cache；

4). 注冊(cè) ARM 中斷向量；

5). 通過(guò) Boot mode 寄存器，判斷是哪種啟動(dòng)方式

a). QSPI Flash 啟動(dòng)方式：

初始化 QSPI Flash 控制器；

從 Flash 拷貝 system.bit 到 FPGA (如果 Flash 中存有 system.bit)；

從 QSPI Flash 拷貝應(yīng)用程序的代碼到 DDR3；

調(diào)轉(zhuǎn)到應(yīng)用程序執(zhí)行；

b). SD Card 啟動(dòng)方式：

初始化 SD 控刢器；

從 SD Card 拷貝 system.bit 到 FPGA (如果 BOOT.BIN 中存有 system.bit)；

從 SD card 拷貝應(yīng)用程序的代碼到 DDR3；

調(diào)轉(zhuǎn)到應(yīng)用程序執(zhí)行；

c). JTAG 啟動(dòng)方式，直接退出。

Vivado 工程修改

我們只是一個(gè)測(cè)試工程，可以找一個(gè)前面完成的工程，比如helloworld 或者有點(diǎn)現(xiàn)象一點(diǎn)的sdk 流水燈，當(dāng)然也可更復(fù)雜一點(diǎn)的。這里我就采用流水燈工程。

因?yàn)槲覀冃枰獙懭隨D 卡和Qspi，需要修改工程，就是提供sd卡和qspi 的支持，下面的圖示是基于黑金的開(kāi)發(fā)板或核心板AC7010，如果不一致，你需要核對(duì)你硬件的設(shè)計(jì)。

1. 為了不影響前面的項(xiàng)目，把my_led 工程另存為my_led_flash。

2. 打開(kāi)項(xiàng)目后，雙擊打開(kāi) Diagram 原理圖中的 Processing_system7_0, 打開(kāi)配置 ZYNQ 的配置界面，在 Peripheral I/O Pins 項(xiàng)，使能 Quad SPI Flash

同樣，我們需要使能 SD0 的接口， SD 卡在 AX7010/AX7020 開(kāi)發(fā)板上是連接到 PS 的

MIO40~MIO45 的管腳上。

3. 在 MIO Configuration 項(xiàng)，把 Quad SPI Flash 的 MIO1~MIO6 Speed 配置成 fast 模式。

在 SD_0 項(xiàng)，選擇 CD 前面的鉤， IO 選擇 MIO47(需要跟開(kāi)發(fā)板一致）， SD_0 的 IO 速度配置

成 fast 模式。

再配置 Bank1 I/O Voltage 的電壓為 1.8V。

保存好原理圖，等等，產(chǎn)生比特流bit,，輸出硬件(Export hardware)，啟動(dòng)SDK(Launch SDK)

驗(yàn)證

在sdk 里， Xilinx->program FPGA

debug 或Run 驗(yàn)證你的sdk 工程運(yùn)行正常。

如果你還沒(méi)有運(yùn)行的工程，那你就建立一個(gè)，并且調(diào)試運(yùn)行好。下面我們燒寫的就是這個(gè)程序。

生成 FSBL 可執(zhí)行文件

在 SDK 開(kāi)發(fā)環(huán)境里 ， 點(diǎn)擊菜單 File -> New -> Application Project

僅在 Project name: 輸入 fsbl， Hardware Platform 需要選擇 system_wrapper_hw_platform_0，這個(gè)hardware platform和你上面的工程應(yīng)該是一樣的。

Next 后，選擇 Zynq FSBL 模板

軟件會(huì)自動(dòng)編譯生成 fsbl.elf 文件，當(dāng)然也可手動(dòng)編譯一下，如果認(rèn)為有問(wèn)題。

為了能夠讓串口打印出 Bootloader 的信息，我們這里需要在 fsbl_debug.h 文件里添加一條語(yǔ)句，定義一下“FSBL_DEBUG_INFO”常量。修改后保存，重新編譯一下 fsbl 頃目。

BOOT.BIN 文件的生成

接下去我們要把 FSBL 可執(zhí)行文件， FPGA 的比特流文件和 應(yīng)用程序結(jié)合成一個(gè) Bin 文件。

1. 選擇菜單 Xilinx Tools->Create Boot Image

2. 點(diǎn)擊 Browse 按鍵選擇 Zynq Boot Image 文件.bif 的存放地址。

我的是：C:\alinx\my_led_flash\output.bif

3. 點(diǎn)擊 Add 按鈕， 在彈出的 Add new boot image partition 對(duì)話框中, 點(diǎn)擊 Browse 選擇我們剛生成的 FSBL 可執(zhí)行文件 fsbl.elf。這里 Partition type 為 bootloader， fsbl.elf 作為bootloader 程序

我的是：C:\alinx\my_led_flash\my_led_flash.sdk\fsbl\Debug\fsbl.elf

4. 點(diǎn)擊 Add 按鈕，在彈出的 Add new boot image partition 對(duì)話框中, 點(diǎn)擊 Browse 按鈕找到 FPGA 的比特流文件 system_wrapper.bit, 這里 Partition type 為 datafile。

我的是：C:\alinx\my_led_flash\my_led_flash.sdk\system_wrapper_hw_platform_0\system_wrapper.bit

5. 同樣的方法添加應(yīng)用程序文件 myled.elf, 這里 Partition type 也是 datafile。

我的是：

3 個(gè)文件添加后如下所示：

有了這一次后，以后可以如下方式進(jìn)行，不用每次都導(dǎo)入。上面圖是第一次的操作，后面可以import from existing BIF file.

說(shuō)實(shí)在的，第一次我操作有誤，bit 文件錯(cuò)誤成了hdf 文件，下面修改后才執(zhí)行正確。

6. 點(diǎn)擊 Create Image 按鈕，生成 BOOT.bin

燒寫 FLASH 并啟動(dòng)

我們需要測(cè)試 FLASH 的啟動(dòng)方法，需要把生成的 BOOT.bin 文件燒寫到 QSPI FLASH 中。

具體步驟如下：

1. 開(kāi)發(fā)板需要連接 JTAG 線到電腦，把開(kāi)發(fā)板上的啟動(dòng)配置的跳線帽插到中間的兩個(gè) Pin 上，

也就是從 QSPI Flash 啟動(dòng)，再開(kāi)發(fā)板上電。

2. 在 SDK 開(kāi)發(fā)環(huán)境里，選擇菜單 Xilinx Tools->Program Flash。

其實(shí)在這個(gè)操作前應(yīng)該Xilinx Tools->Program FPGA，可能以前是不需要這樣操作。

3. 在這個(gè)操作對(duì)話框里，需要輸入fsbl.elf文件， image File 就是我們上面生成的，Hardware Platform 也是我們上面選擇的system_wrapper_hw_platform_0。硬件平臺(tái)都應(yīng)該與上面創(chuàng)建時(shí)一致。

4. 點(diǎn)擊 Program 按鈕下載，程序會(huì)開(kāi)始下載 BOOT.bin 文件到開(kāi)發(fā)板的 QSPI FLASH 中。

Console 窗口顯示 Flash Operation Successful 信息，說(shuō)明燒寫成功。

復(fù)位或者重開(kāi)機(jī)啟動(dòng)，就可以看到程序運(yùn)行了，流水燈或者串口顯示。

SD 卡啟動(dòng)

從 SD 卡啟動(dòng)的方法更簡(jiǎn)單，只要把前面生成的 BOOT.bin 文件拷貝到 SD, 因?yàn)锳X7010/AX7020 開(kāi)發(fā)板使用的是 micro SD 卡，所以大家要向 SD 卡拷貝 BOOT.bin 文件的話，需要用到 USB 接口的 SD 讀卡器。

先用 FAT32的格式格式化一下 SD 卡，然后拷貝 BOOT.bin 文件到 SD 中。

把 Micro SD 卡再插入到開(kāi)發(fā)板的 SD 卡槽中，再把 Boot 啟動(dòng)配置的跳線帽調(diào)到 SD 位置的兩個(gè)引腳上。

加電或復(fù)位就看到程序運(yùn)行了。

介紹到此為止，很多開(kāi)發(fā)板的資料都應(yīng)該有介紹，下一篇介紹加密的方式寫入flash或者SD卡。