Embeeding linux for Cyclone V SoC FPGAs(Terasic DE10-Nano)

本设计使用黄金硬件参考设计（GHRD）和添加自定义 IP 到开发 Linux 内核驱动程序以使用自定义 IP

更多信息参考：

rocketboards.org文档
Building embedded Linux for the Terasic DE10-Nano (and other Cyclone V SoC FPGAs)

0.要求

操作系统
本设计基于linux Ubuntu16.04操作系统，如果使用 Windows，某些步骤可能会有所不同。
软件环境
Quartus Prime18.1
包括英特尔 SoC FPGA 嵌入式开发套件（EDS）和Cyclone V 芯片包等
硬件设备
Terasic DE10-Nano 开发板
SD读卡器

1. 创建和修改硬件设置

FPGA开发板制造商通常提供参考设计，以便用户可以快速启动并运行其板。对于英特尔Altera 主板，这些被称为黄金硬件参考设计（GHRD）。我们将使用 GHRD 来创建我们自己的硬件设计。这一步的主要的目的是生成rbf文件。

2. 编译u-boot bootloader

2.1 生成preloader

需要在注意的是这里的操作，需要在终端执行embedded_command_shell.sh命令，然后按照参考文档的描述步骤依次操作，即可生成preloader相关文件。

2.2 设置u-boot

在下载工具链时，可能会找不到目标下载链接
Page not found: /components/toolchain/binaries/latest-6/arm-linux-gnueabihf/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz
这里需要注意，由于参考文档的提供的GCC tool chain网站下载链接已经变更了，可以在
[https://releases.linaro.org/components/toolchain/gcc-linaro/latest-6/]自行下载所需的工具链即可。
如果需要下载和参考文档相同的工具链，则需将文档中：

wget https://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/latest-6/arm-linux-gnueabihf/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz
tar -xvf gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz

修改成

wget https://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/6.3-2017.05/arm-linux-gnueabihf/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz
tar -xvf gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz

设置工具链的环境变量
文档中设置环境变量为临时环境变量，依赖终端所在路径，在每次关闭终端后将会失效，避免每次重复设置环境变量，可以参考其他设置方法。

2.3 生成和编译设备树

2.4 测试系统（1）

1. 创建镜像并挂载

创建512M的镜像文件

sudo dd if=/dev/zero of=sdcard.img bs=512M count=1

其中if=文件名，指定输入文件名；of=文件名，指定输出文件；bs指定输入输出文件大小。

将磁盘镜像文件虚拟成块设备，并输出回环设备名称

sudo losetup --show -f sdcard.img

2. 创建分区
我们将使用 fdisk 创建三个分区：一个 256 MiB 的 FAT 分区、一个 ext4 类型、大小为 254 MiB 的根文件系统，以及一个 A2 类型的 1 MiB 分区（Altera 自定义）。这将留下 1 MiB 的可用空间，供主引导记录使用。

3. 创建文件系统
这一步在新建的分区上创建适当的文件系统，将之前的生成的文件复制到对应的分区位置中。按照文档步骤建立相应的分区，将对应的文件复制到对应得分区。对应的分区的文件如下所示：

分区编号	文件类型	大小	存储内容
p1	FAT	256M	Zimage，u-boot.scr，soc_system.dtb，soc_system.rbf
p2	EX4	254M	rootfs
p3	RAW（A2）	1M	preloader-mkpimage.bin，u-boot.img

A2分区
我们没有为 A2 分区创建文件系统，因为 A2 分区类型是原始分区，而预加载器是原始二进制文件。
首先将u-boot SPL复制到编号为3的A2分区

sudo dd if=software/spl_bsp/preloader-mkpimage.bin of=/dev/loop0p3 bs=64k seek=0

同时需要把u-boot.img也拷贝到A2分区，负责会导致SPL无法读取u-boot.img而重复引导

sudo dd if=u-boot.img of=/dev/loop0p3 bs=64k seek=4

FAT分区和ext4分区
FAT和ext4根文件系统分区都是需要创建文件系统，其中FAT分区存储硬件配置信息、设备文件、u-boot相关文件以及后续步骤生成Linux内核镜像，ext4分区主要是后续生成的文件系统，使用以下两个命令创建两个文件系统：

sudo mkfs -t vfat /dev/loop0p1
sudo mkfs.ext4 /dev/loop0p2

将相应的文件复制到对应分区挂载的路径下后，最后将sdcard.img 写入SD卡中并完成测试

3. 编译Linux内核

3.1. 下载并设置gcc工具链

这里可以用编译u-boot相同的工具链，设置好相应的环境变量即可。

3.2. 下载Linux源码

这里我们使用的4.11版本的内核，切换分支到4.11内核。

3.3. 编译内核

创建默认配置

make ARCH=arm socfpga_defconfig

配置内核

make ARCH=arm menuconfig

完成对应修改后保存配置文件

编译内核
生成zImage

4. 制作根文件系统

根据指南，我们使用buildroot工具创建根文件系统和必要的系统应用程序。

4.1 下载buildroot

4.2 配置bulidroot

4.3 配置busybox

4.4 生成根文件系统

5. 完善和测试SD卡镜像

分区编号	文件类型	大小	存储内容
p1	FAT	256M	Zimage，u-boot.scr，soc_system.dtb，soc_system.rbf
p2	EX4	254M	rootfs
p3	RAW（A2）	1M	preloader-mkpimage.bin，u-boot.img

根据表格，我们继续完善我的sdcard.img，把根文件解压到对应的分区的挂载点下：

sudo tar -xvf buildroot/output/image/rootfs.tar -C <mount point of the 254MB ext4 partition>

再把生成的Linux内核镜像复制到的FAT分区所挂载的位置：

sudo cp linux_socfpga/arch/arm/boot/zImage <mount point of the 256MB FAT partition>

至此Linux系统搭建完成，可以上板测试，通过串口调试工具控制和显示信息。

SOC FPGA linux系统搭建（Terasic DE10-Nano开发板）相关推荐

Linux系统中用DNW向ARM开发板下载程序
在Linux下通过dnw来给开发板发送程序.包括驱动程序代码:secbulk.c,应用程序代码:dnw.c.只能运行在32位系统上,在64位系统上提示错误:DNW download Data size ...
yolov3在Linux主机端和jetson nano开发板上的部署，使用，以及tensorrt加速yolov3-tiny
Linux 主机端上 darknet识别图片识别:./darknet detect cfg/yolov3.cfg yolov3.weights data/dog.jpg 视频识别:./darknet ...
【Linux系统移植】NXP 官方开发板 kernel内核编译与烧录
1.下载 NXP 官方 I.MX6ULL EVK 开发板的kernel :linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga.tar.bz2 2.使用 FileZilla Client ...
SoC学习篇—Linux 系统搭建
SoC学习篇-Linux 系统搭建一.制作.dtb与.rbf文件 1.编译硬件工程 2.文件制作二.启动操作系统内核 1.编译uboot 2.生成preloader-mkpimage.bin文件 ...
Linux系统搭建Red5服务器
Linux系统搭建Red5服务器 Red5 是支持Windows,Linux等多平台的RTMP流媒体服务器,Windows下搭建相对容易,图形界面操作比较简单,Linux服务器的环境下没有图形界面, ...
软raid1 重新同步_软RAID搭建基于linux系统搭建RAID5
实验二.软RAID搭建-基于linux系统搭建RAID5 实验要求: 1)创建RAID5; 2)添加一个热备盘sdj 3)指定chunk为32k 4停止阵列,重新激活阵列 5使用热备盘,扩展阵列容量, ...
Linux系统搭建多用户多目录不同权限访问的FTP服务器
Linux系统搭建多用户多目录不同权限访问的FTP服务器 1 安装服务 [root@host-192-168-9-19 home]# yum -y install vsftpd 2 创建访问目录创建 ...
嵌入式Linux学习笔记（1-1）——linux系统搭建
版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载. 学习嵌入式linux已经有2年时间,虽然时间不长,但一路走来遇到很多问题,绕了很多弯路.写这篇文章的目的是分享我的经验,以供初学者参考,希望能够帮 ...
linux系统搭建redis cluster集群切片集群教程 centOS系统redis6
目录一.说明二.环境信息三.介绍四.部署流程五.测试一.说明该教程为redis集群-cluster切片集群部署方式,不包含redis的安装过程,如需redis安装教程请移步以下链接: & ...

SOC FPGA linux系统搭建（Terasic DE10-Nano开发板）