第四章 MIZ701 ZYNQ制作UBOOT固化程序

 

4.0难度系数★☆☆☆☆☆☆

4.1是什么是固化

我们前几章将的程序都是通过JTAG先下载bit流文件，再下载elf文件，之后点击Run As来运行的程序。JTAG的方法是通过TCL脚本来初始化PS，然后用JTAG收发信息，可用于在线调试。但是这样只要一断电，程序就丢失了。还得全部重新来过。

本章介绍通过制作镜像文件，将镜像文件拷贝到SD卡，然后将拨码开关拨到SD启动，那么每次断电之后程序都会自动从SD启动，程序就别固化，而不会掉电丢失了。

4.2固化的流程

4.3固化准备

第三章中的实验其实就是一个最简单的“PS + PL”运用的体现。如果我们想固化这个程序，及为这个程序做一个镜像文件，制作改镜像需要哪些材料呢？

首先，想到的两个文件就是PL部分需要的bit文件，以及PS需要的elf文件。但是仅仅是这两个文件是远远不够的。我们还需要一段代码吧bit文件以及elf文件安置好。那么这段代码就是大名鼎鼎的FSBL.elf。

所以要制作这样一个镜像文件我们需要：FSBL.elf、bit、elf。

最后得到一个等式就是：BOOT.bin = FSBL.elf+该工程.bit+该工程.elf。该工程的bit文件和elf文件在我们的程序编译完之后都有了，关键是这个FSBL.elf这么那里找？不用担心，FSBL.elf文件xilinx找就为我们准备好了，我们可以利用SDK生成它。再次之前，我们先简单了解一下zynq的启动的过程。

4.4 zynq的从SD卡的启动的过程

和大多数arm启动过程一样，这个启动过程也分为3个阶段，这三个阶段分别称之为阶段0、阶段1和阶段2。

阶段 0：即传统的BootROM过程，zynq芯片里有个rom里面固化了一段不可修改的程序，只有zynq一上电，这段程序就会执行，它将对zynq的NAND、NOR、SD等基本外设控制器进行初始化。把SD卡这类易失的存储器件初始化好了之后，就会把其中的程序拷贝到zynq的OCM（On-chip memory），那么这个被拷贝到片上RAM执行的程序就是我们今天要制作的文件——BOOT.bin。

阶段 1：BOOT.bin加载到OCM上就开始执行了，之前说过BOOT.bin其实就是由FSBL.elf+该工程.bit+该工程.elf构成。而阶段1要做的就是：首先配置PS部分，PS完成初始化后，会去配置PL部分，最后还可以去加载阶段 2的代码。

阶段 2：这一阶段是可选的，主要是为了完成Linux系统启动过程。我们这次是还是裸奔，所以暂时不需要。

4.5 zynq启动模式位的选择

这里有个疑问，众所周知zynq具有多种启动方式：NOR, NAND, Quad-SPI, SD Card 以及JTAG 。zynq如何判断到底从哪里启动呢？事实上，当上电后，zynq 会根据模式管脚的设定选用boot的方式。而这个管脚的设定是通过MiZ701按键旁的拨码开。

SD卡启动模式选择拨码开关1-2-5-6 为ON  接到GND     3-4 为OFF 上拉到VCC

QSPI FLASH启动模式选择拨码开关1-2-3-5-6为ON  接到GND   4 为OFF 上拉到VCC

MiZ701模式选择通过拨码开关来实现，当拨码开关ON状态接通到GND 否则接通到3V3.

MiZ701通过拨码开关设置MIO的电平状态

我们的开发板MiZ701默认拨码的顺序，就是默认的SD卡启动，具体参看模式位应该如何选择：

· MIO[2]/Boot_Mode[3]设置JTAG模式

· MIO[5:3]/Boot_Mode[2:0] 选择Boot模式

· MIO[6]/Boot_Mode[4] 使能内部PLL

· MIO[8:7]/Vmode[1:0] 用于配置

4.6 增加QSIP和SD硬件驱动

Step1:本章内容仍然是基于第三章的程序上做一些修改，主要增加QSPI FLASH  SD卡接口 I2C接口，具体配置如下图所示。

Step2:右击 system 选择Generate Output Products

Step3:右击 system 选择 Create HDL Wrapper

Step4:产生bit之后导入到SDK，并且启动SDK(如果SDK工程的硬件描述重复了，可以删除，然后重新导入)

4.7 BOOT.bin制作过程详解

Step2：新建一个应用工程

Step3：填写工程名，点击Next

Step4：现在工程类型为Zynq FSBL

Step5：按下快捷键Ctrl + B编译工程就能得到我们梦寐以求的FSBL.elf。这个文件可以到我们刚刚设置的工作空间的Debug目录下找打，我这边具体目录是：D:\MiZ701\FSBL\FBLS\Debug。

Step6：单击SDK的工具栏处的Xilinx Tool->Creat Zynq Boot Image

Step7：依次添加FBLS.elf，design_1_wrapper.bit，以及emio.elf，请务必按顺序添加。

Step9：点击add，添加FSBL.elf

Step10：点击add，添加system_wrapper.bit

Step11：点击add，添加EMIOTest.elf文件

Step12：三个文件添加完毕之后，点击Creat Image生成BOOT.bin

在之前设定的文件夹下找到，BOOT.bin并且将其拷到SD卡中，再把SD卡插到MiZ701，打开电源，和上次工程出现的现象重现了，这次断电之后，程序也不会消失了～～

最后提醒下放大SD卡的bin文件，一定得叫BOOT.bin,不然不识别。

4.8 从Quad-SPI启动

Step1:设置配置模式

正确设置模块开关跳线，也就是把MIO5切换到OFF(上拉为H)其他全部切换到ON(短接到GND)

Step2:给开发板通电，同时连接串口到PC（不是必须的可以不连接）

Step3:选择Xilinx Tools > Program Flash

Step4:下载过程，需要几分钟时间

Step5:下载过程，输出的情况

Step6:下载完成后断电重启，就能看到从QSPI FLASH加载了

4.9 本章小结

本章详细讲解了SD卡下UBOOT的制作过程和如果编程QSPI FLASH。这样固化后程序就不容易丢失了。