1 SD_SD启动

在真正的工程应用中我们使用的都是QSPI_EMMC的启动方式，因为SD_SD这种启动方式需要SD卡与数字板一直保持连接，所有在恶劣使用场景下稳定性不好。在用QSPI_EMMC启动系统前我们需要先制作系统映像使系统通过SD_SD这种方式启动起来。下面介绍用petalinux制作系统映像的步骤。

SD_SD启动指的是FPGA配置文件及系统引导文件BOOT.BIN和系统镜像image.ub在SD卡的FAT32分区，linux文件系统在SD卡的EXT4分区。
QSPI_EMMC启动指的是用QSPI FLASH存储BOOT.BIN，系统镜像image.ub在EMMC的mmcblk1p1分区（FAT32），linux文件系统在EMMC的mmcblk1p2分区（EXT4）。

1.1 制作SD卡

我们需要先对SD卡进行分区。

将sd卡插入读卡器，插入pc机，将卡格式化
打开MiniTool找到该SD卡，将两个分区卷标分别设为BOOT和rootfs（BOOT分区不要太大，最好小于4G）
BOOT分区用来存储之后制作的用来配置FPGA以及引导系统启动的BOOT.bin文件，和系统映像image.ub。rootfs分区用来存储之后制作的linux文件系统。
BOOT分区文件系统设为FAT32，rootfs分区文件系统设为ext4。
然后将两个分区均设为主分区，点击应用完成分区，SD卡制作完毕。

1.2 用Vivado导出硬件描述文件hdf

HDF（ Hardware Definition File）文件对PS的外设，如内存和各种控制器的寄存器地址等进行了描述，通过它我们可以了解ARM处理器的外设配置情况。

在导出hdf之前我们要注意：DDR型号选择正确，SD0、SD1、QSPI Flash接口打开并引脚连接正确。
点击vivado工程界面左上角File → Export → Export Hardware to SDK，勾选比特流。
在本工程的sdk目录下就能看到导出的hdf文件。

1.3 建立petalinux工程，导入hdf并配置

进入petalinux工具目录下，获取root权限，并读取settings.sh脚本配置环境变量：

cd /opt/petalinux
sudo su
source settings.sh

新建工程，其中miboard_0120是工程名，工程名根据芯片型号及启动方式进行修改，如7100_sd_sd

petalinux-create -t project -n miboard_0120 --template zynq

进入创建的工程目录，然后把该工程的hdf文件和bit流文件复制过来，之后导入硬件工程，并配置硬件。在这里最好将终端窗口最大化，否则偶尔会失败。

 cp /mnt/hgfs/ZXJ/035/xillydemo.* . petalinux-config --get-hw-description -p ./

1.3.1 配置SD接口类型

然后会弹出配置窗口，在这里配置系统启动方式，主要的配置如下:

SD_SD启动时配置SD接口为SD0，指SD接口为SD卡。
EMMC_QSPI启动时配置SD1为EMMC，指SD接口为EMMC。
这里的SD指广义上的SD，EMMC也是SD的一种。
0：表示SD卡 1：表示eMMC

Subsystem AUTO Hardware SettingsSD/SDIO Settings下配置，

1.3.2 配置支持BOOT.BIN文件大小

在flash Settings设置中，将boot分区的大小设置为0x1400000，大小为20MB，BOOT.BIN文件较大时才设置。

1.3.3 配置BOOT.BIN文件的启动位置

Subsystem AUTO Hardware Settings，Advanced bootable images storage Settings，Boot image settings下配置

SD_SD启动时BOOT.BIN文件在SD卡的第一分区，选择sd
EMMC_QSPI启动时BOOT.BIN文件在QSPI FLASH中，选择flash

1.3.4 配置linux系统镜像启动位置

Subsystem AUTO Hardware Settings，Advanced bootable images storage Settings，Kernel image settings下配置

SD_SD启动时配置内核、设备树（内核和设备树都集成在image.ub映像中）存放在SD卡第一分区，SD卡第一分区对应/dev/mmcblk0p1，选择sd。
EMMC_QSPI启动时配置内核、设备树存放在EMMC第一分区，EMMC第一分区对应/dev/mmcblk1p1，也选择sd（广义）！！！

1.3.5 配置文件系统格式和位置

Image Packaging Configuration下配置，进入Root filesystem type，配置文件系统格式，选择SD卡，这里不管是SD_SD还是QSPI_EMMC都选择SD卡。
SD_SD时，将Device node of SD device设为/dev/mmcblk0p2，表示将文件系统存放于SD卡第二分区
QSPI_EMMC时，将Device node of SD device设为/dev/mmcblk1p2，表示将文件系统存放于eMMC第二分区；

1.3.6 配置系统IP地址

在Subsystem AUTO Hardware Settings → Ethernet Settings中，也可以在最终生成的文件系统（编译之后才会生成）的etc/network/interfaces中修改IP地址
都配置完后退出并保存。

1.4 配置uboot支持的启动方式

uboot被合成在BOOT.BIN文件中，它用来启动linux操作系统的镜像或者启动裸机程序。

SD_SD时，BOOT.BIN文件在SD第一分区中，uboot从SD/EMMC启动，选择SD/EMMC。
QSPI_EMMC时，BOOT.BIN文件在QSPI FLASH中，uboot从FLASH启动，选择QSPI flash。

petalinux-config -c u-boot

1.5 配置rootfs

在工程目录下输入petalinux-config –c rootfs，配置root用户密码

配置界面：

1.6 配置自动登录

参照ug1144-petalinux-tools-reference-guide_2016.3中的Step for Petalinux Auto Login部分操作:

进入建立的petalinux工程目录下，新建apps工程。
进入工程的components/apps/autologin目录下，修改此目录下的autologin.c和Makefile。

petalinux-create -t apps --name autologin --enable
cd your_proj_name/components/apps/autologin

修改autologin.c为: execlp(“login”, “login”, “-f”, “root”, 0);（记住这个0，和设定的密码无关，不要修改里面参数）
修改Makefile为：

#注意$(TARGETINST)**前面是Tab**
install:$(TARGETINST) -d -p 0755 autologin /etc/init.d/autologin$(TARGETINST) -s /etc/init.d/autologin /etc/rc5.d/S99autologin

若前面已将文件系统密码改为1，则SSH登录时用户名为root，密码为1，串口登录则可自动登录，无需输入用户名和密码，即使密码不为root

1.7 配置linux内核

1.7.1 使用xillybus时

输入petalinux-config -c kernel进入内核配置界面。

Device Drivers下进入Character devices中,勾选xillybus generic FPGA interface后下面会弹出两个选项，将这两个都勾上即可，之后退出保存。

1.7.2 使用xilinx DMA IP核时

Device Drivers下DMA Engine support中勾选Xilinx提供的DMA IP核驱动（Petalinux2017.2默认勾选），如下：

如果勾选上，系统启动之后可使用dmesg | grep dma命令查看当前内核是支持DMA IP核的驱动的。

1.8 自动加载驱动，运行应用程序

若需要开机自动加载驱动运行应用程序，可在autologin的Makefile中加入驱动和应用程序，也可以直接在工程生成的文件系统中的etc/profile中添加。

使用axidma驱动时：
使用Xillybus驱动时：

1.9 修改platform-auto.h文件

修改platform-auto.h文件，将cp_kernel2ram按照下图修改，这里修改的是内核路径，注意红框部分。
QSPI_EMMC启动时，mmc 1对应emmc，故mmc dev 1以及mmc 1指定从emmc拷贝内核镜像。
SD_SD启动时，将图中红框内0改为1即可，mmc 0对应SD卡，指定从SD卡拷贝内核镜像。

1.10 修改设备树

1.10.1 使用xillybus时

硬件工程使用xillybus时，进入/opt/petalinux/project_name/subsystems/linux/configs/device-tree，修改pl.dtsi，如下：

1.10.1 使用xilinx DMA时

硬件工程使用xilinx DMA时，，进入/opt/petalinux/project_name/subsystems/linux/configs/device-tree，修改pl.dtsi，如下：

修改添加部分主要三处：

#添加三个：
linux,phandle = <0x6>;    linux,phandle = <0x7>;  linux,phandle = <0x8>;
phandle = <0x6>;       phandle = <0x7>;           phandle = <0x8>;
#xlnx,device-id 修改为<0x0>至<0x5>
#在amba_pl节点下三个DMA之后再添加一个设备axidma_chrdev@0 {compatible = "xlnx,axidma-chrdev";dmas = <0x6 0x0 0x6 0x1 0x7 0x0 0x7 0x1 0x8 0x0 0x8 0x1>;dma-names = "tx_channel_0", "rx_channel_0", "tx_channel_1", "rx_channel_1", "tx_channel_2", "rx_channel_2";};

下图中，右边是petalinux自动生成的设备树，需要按照左边修改

1.11 编译工程

输入petalinux-build编译工程。

工程编译完成后，会在build/linux/rootfs/targetroot下生成文件系统。若需要修改MAC地址或自动加载驱动和开机自动运行应用程序，可修改文件系统的etc/profile文件。
在your_proj_name/images/linux/目录下生成的vmlinux就是未压缩的系统镜像文件，zImage是压缩的系统镜像文件，system.dtb是系统设备树文件，image.ub是将zImage和设备树system.dtb文件合并起来的文件，u-boot.elf是引导系统启动的bootloader二级引导文件，zynq_fsbl.elf是引导系统启动的一级引导文件。

1.12 Petalinux下生成BOOT.BIN文件

编译工程完成后，在your_proj_name/images/linux/下会生成一些启动文件，需用到zynq_fsbl.elf、project_top.bit、u-boot.elf生成BOOT.BIN，再用JTAG烧写到QSPI Flash中。命令的比特流的名字需与image/linux下比特流名字一致。

petalinux-package --boot --fsbl zynq_fsbl.elf --fpga project_top.bit--u-boot u-boot.elf

烧写BOOT.BIN到FLASH
JTAG烧写器连接板子和PC机，打开板子开关，选择Xilinx Tools → Program Flash，在弹出的窗口中点击Browse找到刚刚生成的BOOT.BIN，点击Program将其烧写到FLASH。可在SDK下面的窗口中看到烧写进度，成功烧写时如下：
至此，我们SD_SD模式下的步骤已经完毕，只需要将文件系统复制到SD卡的rootfs分区，把image.ub和BOOT.BIN复制到BOOT分区即可。然后插上SD卡，将拨码开关调节到SD卡启动模式，我们的数字版就可以起来了。
接下来的步骤对于系统的完整运行是必不可缺的，但是在SD卡模式下我们可以不做，因为SD卡模式下生成的一系列文件只是为了让板子暂时起来，从而可以让我们进行EMMC的配置，工程中真正使用的是QSPI_EMMC的模式。

1.13 添加设备驱动及应用程序

生成文件系统后，在文件系统的/home/root/下添加模块驱动、应用程序和Qt库动态链接：

硬件工程使用XilinxDMA时，需加入以下文件：
硬件工程使用xillybus时，需将xillybus_core.ko,xillybus_lite_of.ko,xillybus_of.ko这三个驱动拷贝到root目录下：
在etc/profile在最终生成的文件系统中，添加下列驱动（路径必须和之前添加的三个驱动的路径相同），修改如下：
若需要修改MAC地址，设置静态路由，也可在profile中添加，如下：

1.13 添加应用程序用到的库文件

当前工程的build/linux/rootfs/targetroot/目录是最后在板子上运行的文件系统，在home下新建文件夹，目录需要与虚拟机中Qt库目录一致，把Qt库拷到这里

拷贝完Qt库之后：
Qt库拷贝完成再将/root/下面的libstdc++.so.6.0.21直接重命名为libstdc++.so.6：mv libstdc++.so.6.0.21 libstdc++.so.6
若使用了Gtest，则将libgtest.so拷贝到刚刚生成的Linux文件系统目录/usr/lib中。

1.14 EMMC配置

先利用SD卡启动系统，SD卡启动后输入ls /dev查看设备，若没有mmcblk1p1和mmcblk1p2，则emmc还未分区。若没有mmcblk1，则表示当前使用的SD卡的硬件工程或启动文件不支持emmc*。

1.14.1 将emmc分区

mmcblk1对应emmc，需要将mmcblk1分为mmcblk1p1和mmcblk1p2两个区。
输入命令fdisk /dev/mmcblk1 进入分区模式为emmc分区。

输入m查看命令介绍，根据提示分区并保存退出
主要用到三个命令：
n ：新建分区
p：打印分区列表
w：退出分区命令并保存

新建第一个分区：如果选择默认选项（default）的话，回车即可

同样的步骤新建第二个分区：都选择默认选项即可

输入p可查看分区情况，可看到已经有两个分区：

输入w保存并退出分区命令：

我们可以看到在/dev下面有两个新的分区：

1.14.2 格式化emmc分区

格式化EMMC分区会用到两个工具，mkdosfs和mke2fs ，如果没有这两个命令，将这两个命令拷贝到SD卡的/usr/bin中。若没有这两个工具则要自己下载源码并编译。
拷贝内核image.ub文件
1.mount /dev/mmcblk1p1 /mnt/mmk1p1 将/dev/mmcblk1p1挂载到某个目录下
2.cd /mnt/mmk1p1进入挂载的目录
3.scp zynq@192.168.1.112:~/zhuang/0408/image.ub /mnt/mmk1p1/ scp网络拷贝将虚拟机下的image.ub拷贝到挂载的目录下，密码为1
4.sync 同步数据
5.cd / 退出到根目录
6.umount /dev/mmcblk1p1 卸载eMMC第一分区
拷贝文件系统rootfs
编译工程之后生成的image/linux/build/linux/rootfs/targetroot/*是最终运行在板子上的文件系统，通过网口拷贝到EMMC第二分区。
1.将build/linux/rootfs/targetroot/*拷贝至某目录
2.mount /dev/mmcblk1p2 /mnt/mmk1p2 SD卡启动并挂载eMMC第二分区
3.cd /mnt/mmk1p2 进入挂载的目录
4rsync -a --progress zynq@192.168.1.112:~/zhuang/0408/rootfs/* /mnt/mmk1p2/
5.sync 同步数据
6.cd / 退出到根目录
7.umount /dev/mmcblk1p2 卸载eMMC第二分区
8.拷贝完成之后可在/mnt/mmk1p2/下看到文件系统，若需要修改替换应用程序及模块驱动、修改IP地址、配置开机自启动，均可在相应路径及文件中设置。推荐设置好后再复制过来。
至此QSPI_EMMC模式下的配置已经完毕，将拨码开关调制EMMC模式后重启即可。

2 启动时找不到内核原因

2.1 拷贝完未使用sync命令且并卸载分区

因为用SD卡启动系统，挂载emmc分区，把image.ub拷到emmc分区中之后没有卸载此分区，所以有时候会找不到内核镜像。同时，拷贝完内核镜像之后最好使用sync命令强制让拷贝的文件立刻从内存缓冲区拷贝到emmc硬件里（Linux下拷贝文件会先把文件存放在内存缓冲区再到相应存储器）。

2.2 uboot引导内核参数未正确设置

进入u-boot命令行（启动倒数几秒的时候按空格键进入uboot命令行）
输入printenv查看打印的参数，确认cp_kernel2ram= mmc dev 1&& mmcinfo && fatload mmc 1 0x10000000 image.ub
若不是，则需输入以下命令重新配置环境变量：
setenv cp_kernel2ram 'mmc dev 1 && mmcinfo && fatload mmc 1 0x10000000 image.ub'，输入saveenv保存退出。
再输入printenv查看cp_kernel2ram，确认是否修改正确。
mmc dev 1：mmcinfo可能默认是SD0，故需手动设置为dev 1，否则可能有如下情况：
若需要修改uboot倒计时，进入uboot命令行
输入printenv打印环境变量
输入setenv bootdelay 2设置启动延时为2秒，或其他值
输入saveenv保存设置
输入boot启动内核和文件系统

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