詳解ZYNQ啟動(dòng)的過程

ZYNQ啟動(dòng)是由ARM引導(dǎo)FPGA，以及用戶程序的加載。

預(yù)配置階段

Pre-configurationstage

1. 通過上電復(fù)位（POR），將PMU（平臺(tái)管理單元/Platform Management Unit）從復(fù)位狀態(tài)喚醒，提供如下操作：

復(fù)位低壓域LPD寄存器

復(fù)位全電源域FPD寄存器

復(fù)位PMU的RAM

復(fù)位PMU處理器的TLB內(nèi)存

檢查L(zhǎng)PD、AUX、專用IO等區(qū)域電壓

復(fù)位CSU、LPD、FPD的內(nèi)存區(qū)

2.執(zhí)行PMU ROM中的預(yù)啟動(dòng)代碼，以執(zhí)行復(fù)位操作（包括配置安全單元CSU）復(fù)位），該階段結(jié)束的標(biāo)志是CSU復(fù)位的釋放。 預(yù)啟動(dòng)代碼進(jìn)行的初始化操作：

初始化PS Sysmon單元和啟動(dòng)所需要的PLL

清除PMU RAM 和 CSU RAM區(qū)域

驗(yàn)證PLL鎖

利用PS Sysmon驗(yàn)證LPD、AUX、I/O的范圍

清除低壓域（LPD）和全電源域（FPD）

配置階段

Configuration stage

CSU復(fù)位后，初始化OC-RAM，將FBSL加載到OC-RAM（on-chip RAM），CSU加載PMU用戶固件（PMU FW：firmware）到PMU RAM，若沒有則不加載。

在ZYNQ上運(yùn)行程序的時(shí)候，Boot Rom直接固化在硬件中，開發(fā)者無法修改。FSBL（first stage boot loader）是第一階段的加載程序，經(jīng)過這個(gè)階段，后面系統(tǒng)才能夠運(yùn)行裸奔程序或者是引導(dǎo)操作系統(tǒng)的u-boot。用戶可以選擇用cortex-a53制作啟動(dòng)的FSBL文件，也可以選擇用cortex-r5來制作啟動(dòng)的FSBL文件。

處理器開始執(zhí)行FSBL代碼。FSBL（first-stage boot loader）的作用如下：

1.初始化PS端配置，如：MIO、PLL、DDR、QSPI、SD等。

2.加載PL端程序，即：加載bitstream

3.搬運(yùn)用戶程序到DDR，并跳轉(zhuǎn)執(zhí)行。

PCAP（處理器配置訪問端口processor configuration access port）用于從PS配置PL。PCAP是在正常操作條件下用于配置PL的唯一接口。在調(diào)試過程中，可以使用JTAG接口來配置PL。PS通過secure-stream switch連接到PCAP?？梢允褂肅SU DMA或AES路徑將比特流數(shù)據(jù)發(fā)送到PL。

FSBL使用PCAP接口為PL配置比特流，步驟如下：

1.初始化PCAP接口。

2.通過PCAP寫入比特流(Bitstream)。

3.等待PL完成狀態(tài)。

后配置階段

Post-configuration stage

FBSL執(zhí)行后，CSU ROM代碼進(jìn)入Post-configuration階段，負(fù)責(zé)起系統(tǒng)干預(yù)響應(yīng)，提供硬件支持。PMU仍然需要運(yùn)行，用于后續(xù)改變系統(tǒng)的電源狀態(tài)（上電、睡眠、喚醒等等）。這個(gè)階段會(huì)啟動(dòng)SSBL，就是Linux的bootloader，開始引導(dǎo)啟動(dòng)Linux系統(tǒng)。

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審核編輯：劉清