制作四个文件启动的镜像

一 环境搭建：vivado2018.3，petalinux2018.3，

1.petalinux环境设置

所使用的编译环境需要使用petalinux这个软件，《第五章Petalinux 的安装》里面的5.1-5.4。有详细的安装过程，按照第五章的顺序把环境搭建好。可以不装XSDK，装好petalinux，到source setiing.sh之后用echo $PETALINUX有版本号，能够有hsi命令即可。JTAG也可以不装linux的，pl端的程序在Windows下的vivado里面写比linux方便。

petalinux2018.3安装路径:/home/geyuxi/opt/pkg/petalinux/2018.3/

source /home/geyuxi/opt/pkg/petalinux/2018.3/settings.sh

2，交叉编译工具链设置

交叉编译工具链版本要求需要大于7.0。安装方法有下面两种：

（1）只安装交叉编译器：选用的是7.5的交叉编译工具

文件名为gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz。和一半的交叉编译工具设置方式一样，将文件解压到/opt/目录下，再设置环境变量路径到目标位置：

sudo tar -xf gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz -C /opt/

sudo vim /etc/profile

在最后一行添加：

export PATH=$PATH:/opt/arm-linux/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin

退出profile

source /etc/profile

如果这个时候控制台的显示出问题，重启控制台即可。

再输入arm-linux-gnueabihf-gcc -v查看版本是否为7.5.0。若是，则设置成功。

（2）安装xilinx vivado xsdk 里面包含的有交叉编译器

     安装流程详见《第五章Petalinux 的安装》里面的5.5节。

     这里安装的路径放在了/home/geyuxi/opt/pkg/xsdk/SDK/2018.3/中，导入交叉编译器就输入source /home/geyuxi/opt/pkg/xsdk/SDK/2018.3/settings64.sh

二 ，FPGA硬件描述文件编译:获取hdf文件

hdf文件是硬件描述文件，通过在vivado设计硬件之后生成一个.bit文件，再通过file ->Export->Export Hardware生成，如图所示：

之后生成的hdf文件路径会打印在下方的Tcl Console中，如图2所示,在这里找到我们的hdf文件，放到linux的工作环境中，给hdf单独放一个文件夹

三，生成bit文件、dts文件、fsbl文件，u-boot.elf文件（用来合成BOOT.BIN文件）

名字	作用	编译来源
.bit文件	控制xilinx的FPGA部分的逻辑	.hdf文件或者vivado生成
.dts	设备树源文件	device-tree-xlnx-xilinx-v2018.3
.fsbl	用于xilinx的第一阶段启动文件	embeddedsw-xilinx-v2018.3
u-boot.elf	初始化硬件外设	alientek-uboot-2018.01-xlnx-v2018.3

1，生成.bit文件

.bit文件我们可以用之前在Windows下vivado里生成的那个，不过在linux下你用petalinux打开hdf文件的时候就会自己生成.bit文件，生成的文件统一是system.bit，所以直接用linux下的也行。

使能petalinux环境变量,每新开一个终端都需要执行一次

source  /home/geyuxi/opt/pkg/xsdk/SDK/2018.3/settings64.sh  

cd   /home/geyuxi/subomb_system/

hsi  //进入hsi,下面生成.bit文件

open_hw_design  /home/geyuxi/subomb_system/Navigator_7010.sdk/navigator_7010_wrapper.hdf

  exit

2，生成.dts设备树文件

.dts文件需要用hsi软件生成，要用到petalinux的devicetree的repo工具，工具的文件名为device-tree-xlnx-xilinx-v2018.3，使用的命令如下：

cd  /home/geyuxi/subomb_system/device-tree-xlnx-xilinx-v2018.3 

hsi

open_hw_design   /home/geyuxi/subomb_system/Navigator_7010.sdk/navigator_7010_wrapper.hdf

set_repo_path   ../device-tree-xlnx-xilinx-v2018.3

或者写绝对路径

set_repo_path  /home/geyuxi/subomb_system/device-tree-xlnx-xilinx-v2018.3

create_sw_design device-tree -os device_tree -proc ps7_cortexa9_0

generate_target -dir ./        

或者写绝对路径

generate_target -dir  /home/geyuxi/subomb_system/linux/dts

exit

 之后就能再dts文件目录下找到生成的设备树文件了。

 

3,设备树文件生成之后，编译zynq_fsbl.elf文件

.fsbl文件也是需要用hsi软件生成的，需要用到petalinux的fsbl的repo工具，工具的文件名为embeddedsw-xilinx-v2018.3，使用如下命令：

建立一个软链接文件 gmake，链接到 make：

sudo  ln  -s /usr/bin/make /usr/bin/gmake

cd  /home/geyuxi/subomb_system/embeddedsw-xilinx-v2018.3  

hsi

open_hw_design /home/geyuxi/subomb_system/Navigator_7010.sdk/navigator_7010_wrapper.hdf

//这一步走通了最后一步才通,与navigator_7010_wrapper.bit前缀保持一致

set hwdsgn navigator_7010_wrapper   

    //设置 embeddedsw 仓库路径

set_repo_path ../embeddedsw-xilinx-v2018.3

// 定义 fsbl_dir 变量

set  fsbl_dir  /home/geyuxi/subomb_system/linux/fsbl

//编译zynq_fsbl，

generate_app -hw $hwdsgn -os standalone -proc ps7_cortexa9_0 -app zynq_fsbl -compile -sw fsbl -dir $fsbl_dir

exit

make clean    //在/home/geyuxi/subomb_system/linux/fsbl路径下输入make clean。

在/home/geyuxi/subomb_system/linux/fsbl目录下修Makefile文件，将编译产生的fsbl镜像文件名字改为 zynq_fsbl.elf，在fsbl 工程目录下，打开Makefile文件，修改EXEC变量

 

make   //生成在/home/geyuxi/subomb_system/linux/fsbl路径下，编译成功之后产生的镜像文件就成了 fsbl_zynq.elf。

 

1，编译uboot

#if 第一次操作

将/home/geyuxi/subomb_system/ZYNQ_SUBOMB/linux/dts文件夹下生成的pcw.dtsi，pl.dtsi，system-top.dts 以及 zynq-7000.dtsi 四个文件拷贝到 u-Boot 源码目录

下的 arch/arm/dts 目录下

（1）,添加设备树文件

/linux/dts 目录下）pcw.dtsi、pl.dtsi、system-top.dts 以及 zynq-7000.dtsi 四个文件拷贝到 u-boot 源码目录下的arch/arm/dts目录下。对 arch/arm/dts/system-top.dts做修改，具体查看正点原子手册；以上主要修改bootargs属性、添加model属性、网口0的MAC地址以及给qspi进行了分区操作。修改arch/arm/dts/system-top.dts文件。找到dtb-$(CONFIG_ARCH_ZYNQ)这里，将system-top.dtb（.dts 编译之后得到的就是.dtb 文件）。修改arch/arm/dts/Makefile 如下图所示，这样当CONFIG_ARCH_ZYNQ宏被选中的时候，system-top.dts才会被编译进去。

 

（2）修改 zynq- common.h 和 和 zynq_zc70x.h 配置 文件

zynq-common.h 和 zynq_zc70x.h 都在 include/configs 目录下，zynq-common.h 是xilinx 提供的用于配置 zynq 系列处理器的通用配置文件。zynq-common.h 头文件被zynq_zc70x.h 包含，下面我们要对这两个头文件进行一些简单地修改！主要是修改时钟频率、外设时钟、环境变量偏移量。

include/configs/zynq_zc70x.h#ifndef __CONFIG_ZYNQ_ZC70X_H#define __CONFIG_ZYNQ_ZC70X_H#include <configs/zynq-common.h>#endif /* __CONFIG_ZYNQ_ZC70X_H */include/configs/zynq-common.h/* CPU clock */#ifndef CONFIG_CPU_FREQ_HZ# define CONFIG_CPU_FREQ_HZ 666666687#endif/* QSPI */#ifdef CONFIG_ZYNQ_QSPI# define CONFIG_SF_DEFAULT_SPEED 50000000#endif/* Total Size of Environment Sector */#ifdef CONFIG_ENV_IS_IN_EEPROM# define CONFIG_ENV_SIZE CONFIG_SYS_EEPROM_SIZE# define CONFIG_EXTRA_ENV_SETTINGS#else# define CONFIG_ENV_SIZE 0x20000#endif

（3）配置并编译u-boot，就在uboot目录下

A,  defconfig配置

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- zynq_zc702_defconfig

B,  menuconfig  图形化配置

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-  menuconfig

具体配置如下:

Boot media --->[*] Support for booting from SD/EMMC // 选择

SPL / TPL --->[ ] Enable SPL  // 取消

Command line interface --->

Memory commands --->[ ] eeprom - EEPROM subsystem // 取消

Device access commands --->[ ] i2c  // 取消

//将设备树设置为 system-top（也就是 system-top.dts）

Device Tree Control --->(system-top) Default Device Tree for DT control

Device Drivers --->Serial drivers --->[ ] Enable an early debug UART for debugging

配置完成之后保存退出。

 

C，执行下面这条命进行编译：

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- all  -j10

u-boot 文件是 elf 格式的镜像文件，而 u-boot.bin 则是纯二进制格式的镜像文件

 mv u-boot u-boot.elf //供后面打包BOOT.bin

至此，.bit文件，.dts文件，.fsbl,u-boot.elf文件全部制作完成。

四，Linux内核编译

生成zImage的xilinx arm官网kernel源码包：

linux-xlnx-xilinx-v2018.3.tar.gz。生成在arch/arm/boot/zImage

生成zImage的正点原子修改后的kernel源码包：

alientek-linux-4.14.0-xlnx-v2018.3.tar.gz。生成在arch/arm/boot/zImage

1，将前面 U-Boot 源码 arch/arm/dts 目录下的那四个设备树文件（pl.dtsi、 pcw.dtsi 、 system-top.dts 和 zynq-7000.dtsi ） 直 接 拷 贝 到 内 核 源 码 目 录 下 的 arch/arm/boot/dts 目录中。修改过的四个文件？

#if 第一次操作

将 system-top.dts 文 件 添 加 到 arch/arm/dts/Makefile 文件中，找到 dtb-$(CONFIG_ARCH_ZYNQ)这里，将 system-top.dtb添加上去

 

2，defconfig  配置

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- xilinx_zynq_defconfig

3，menuconfig 配置驱动

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- menuconfig

如果添加axi_uartlittle串口驱动

(.config - Linux/arm 4.14.0 Kernel Configuration

 > Device Drivers > Character devices > Serial drivers)

Support for console on Xilinx uartlite serial port

( .config - Linux/arm 4.14.0 Kernel Configuration

 > Device Drivers > GPIO Support > Memory mapped GPIO drivers)

Xilinx GPIO support

Xilinx Zynq GPIO support

#endif

4，编译内核

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-  zImage  -j10

编译完成之后会在 arch/arm/boot/目录下生成一个名为 zImage 的内核镜像文件

5，编译设备树  文件夹下linux-xlnx-xilinx-v2018.3

内核与 u-boot 不同的是，U-Boot 的设备树默认是与内核一起编译的，并且产生的 dtb 文

件已经与 U-Boot 镜像文件集成在一起了；在内核里边我们需要单独编译出设备树的 dtb 文件，前面已经将我们所需要的设备树文件拷贝到内核的 arch/arm/boot/dts 目录下了，接下来执行这条命令编译 system-top.dtb 文件：

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- system-top.dtb -j10

编译成功之后会在 arch/arm/boot/dts 目录下生成 system-top.dtb 文件

 

五，生成BOOT.BIN文件和rootfs文件

在自定义的文件夹下，创建一个petalinux工程（使用虚拟机时使用bash命令关掉原来的设置才能设置正确的环境变量）

1,创建 Petalinux 工程

petalinux-create -t project --template zynq -n ZYNQ_SUBOMB 

2, 导入 hdf 文件

cd  ZYNQ_SUBOMB  //进入到 petalinux 工程目录下

petalinux-config --get-hw-description ../Navigator_7010.sdk/   //获取硬件信息

3,配置petalinux

会自动进入配置界面，设置进入“Subsystem AUTO Hardware Settings”子菜单下的“Advanced bootable images storage Settings”菜单中，移动到“dtb image settings”选项，如下图所示：

 

进入“dtb image settings”选项并将 image storage media 设置为 primary sd，如下图所示：

配置完成后，返回到最初的配置界面，进入到“Image Packaging Configuration”菜单 下的“Root filesystem type (INITRAMFS)”子菜单下，如下图所示：

 

选择“SD card”，按键盘上的“Enter”键返回。 保存并退出。

 

编译生成跟文件系统petalinux-build -c rootfs。最终会在 images/linux下生成rootfs.tar.gz和rootfs.tar.bz2。这个是最简版本的，可以用可以不用。

 

文件名	生成的位置
内核源码目录	kernel/arch/arm/boot/zImage
system-top.dtb	内核设备树 dtb 文件，内核源码目录arch/arm/boot/dts/system-top.dtb
pl端bitstream	/home/geyuxi/subomb_system/Navigator_7010.sdk/design_navigator_7010_wrapper.bit
zynq_fsbl.elf	/home/geyuxi/subomb_system/linux/fsbl/zynq_fsbl.elf

我把它们全部放到/home/geyuxi/subomb_system/SD下面了，进入该路径后生成BOOT.BIN执行命令：生成BOOT.BIN

petalinux-package  --boot  -p  /home/geyuxi/subomb_system/ZYNQ_SUBOMB  --fsbl

/home/geyuxi/subomb_system/linux/fsbl/zynq_fsbl.elf --u-boot ./u-boot.elf -o ./BOOT.BIN --force

六 ，制作sd卡分区

分区必须从2048开始，可用SDFormatter进行格式化

umount /dev/sdb*

sudo fdisk /dev/sdb

输入d删除原来的分区，创建fat分区

输入“n”,并按如下创建分区

 

设置分区类型为W95 FAT32 (LBA)

 

输入“a”设为引导分区，创建ext4分区，输入n,后面一路默认

 

输入“p”检查分区表是否创建两个分区成功；输入“w”写入sd卡并退出

输入以下命令格式化分区，就可以将镜像分别放入对应分区了

sudo mkfs.vfat -F 32 -n boot /dev/sdb1

sudo mkfs.ext4 -L rootfs /dev/sdb2

Ext4分区放文件系统，通过如下命令将系统解压进去

rootfs

sudo tar -xzf rootfs.tar.gz -C /media/geyuxi/rootfs

改名design_navigator_7010_wrapper.bit->system.bit 和

改名system-top.dtb->system.dtb

 

卸载分区

umount /media/whitewizard/boot

umount /media/whitewizard/rootfs

启动时写boot的启动参数，参数如下：

setenv bitstream_load_address 0x100000

setenv bitstream_image system.bit

setenv bitstream_size 0x300000

setenv kernel_image zImage

setenv devicetree_image system-top.dtb

setenv sdboot 'if mmcinfo; then run uenvboot; echo Copying Linux from SD to RAM... && load mmc 0 ${bitstream_load_address} ${bitstream_image} && fpga loadb 0 ${bitstream_load_address} ${bitstream_size} && load mmc 0 ${kernel_load_address} ${kernel_image} && load mmc 0 ${devicetree_load_address} ${devicetree_image} && bootz ${kernel_load_address} - ${devicetree_load_address}; fi'

Saveenv