詳細解讀Zynq的三種啟動方式(JTAG,SD,QSPI)

本文介紹zynq上三種方式啟動文件的生成和注意事項，包括只用片上RAM（OCM）和使用DDR3兩種情況。

JTAG方式

JTAG方式是調(diào)試中最常用的方式，在SDK中
在“Project Explorer”窗口工程上右鍵->Debug As->Debug Configurations可以看到以下窗口

首次打開左邊窗口中Xilinx C/C++ application(GDB)下沒有子項，這時雙擊Xilinx C/C++ application(GDB)即可新建一個調(diào)試；
這時右邊窗口會自動填充如上圖，若沒有則手動填入；
在右邊Application窗口指定要下載調(diào)試的.elf文件；
在右邊STDIO Connection可以指定標準輸入輸出串口，即printf打印串口，若這里選擇開發(fā)板上uart的com口，則調(diào)試時printf的信息打印到調(diào)試時Console窗口，同時也可從Console窗口輸入數(shù)據(jù)，以此將數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送到開發(fā)板上
以上設(shè)置完成后點擊Debug即可開始調(diào)試；
若以上在“Project Explorer”窗口工程上右鍵->Run As->Run Configurations；配置與此類似，最后點擊run即可開始運行，只是不是調(diào)試而是直接上板運行。

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只用OCM

只用OCM指不使用DDR3的方式，與使用DDR3的方式略有不同。這里不用FSBL來加載PL部分的.bit文件和第二階段啟動程序（裸機程序），而直接用BootROM加載裸機程序到OCM，即將裸機程序當做FSBL來運行，當然還要以下處理才可以：
包含進頭文件：#include “ps7_init.h”
在裸機程序main函數(shù)開始處調(diào)用：ps7_init()
從design_1_wrapper_hw_platform_1目錄復制ps7_init.c和ps7_init.h文件到裸機程序所在的src目錄中

注意：這里樣調(diào)用ps7_init()只適用于只用OCM的情況，經(jīng)測試打開DDR3后再這樣調(diào)用會在ps7_init()中初始化失敗，調(diào)試發(fā)現(xiàn)在初始化PLL時失敗（原因未知）。

為何要調(diào)用ps7_init()呢？從上面圖片調(diào)試可以看到初始化文件（Initialization files）ps7_init.tcl，其與ps7_init()效果相同；同時在調(diào)試配置窗口右下角也可以看到“Summary of operations to be performed”也有調(diào)試時的運行過程，也有調(diào)用ps7_init等，之后再加載要調(diào)試的elf；由于不是通過JTAG運行，所以沒有運行這里ps7_init.tcl中，所以直接在裸機程序開始處調(diào)用ps7_init()。

這里沒有使用FSBL，不能加載.bit文件（zynq啟動過程另介紹），所以只適用于沒有使用PL（包括PL邏輯或PL的IO等）的情況；由于OCM大小為256KB，而在BootROM階段只能訪問192KB，所以“只用OCM”時要求裸機程序小于192KB才行。

從SD啟動

要從SD卡啟動，則需要BOOT.bin文件(添加了BootROM識別的頭信息文件)，生成方式如下：

在“Project Explorer”窗口工程上右鍵->Create Boot Image 或Xilinx Tools ->Create zynq Boot Image；可以得到以下界面

通常打開該窗口后各項已填好，否則需要
1、選擇Create new BIF file
2、然后選擇BIF文件目錄
3、在Boot image partitions中Add裸機程序.elf文件，要將Partition type選擇為bootloader
確定輸出文件為BOOT.bin后點擊Create Image即可生成

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此時只要將BOOT.bin復制到SD卡，設(shè)置板子為SD卡啟動，重新上電即可。

從QSPI啟動

有了以上SD啟動的操作，從QSPI就比較簡單了，查看部分資料，燒寫到QSPI需要.mcs文件，在Create Boot Image中生成BOOT.bin的同時也生成了.mcs文件，但是在我使用SDK版本中(2015.3)生成BOOT.bin文件時發(fā)現(xiàn)沒有.mcs文件，再查資料發(fā)現(xiàn)可以通過bootgen命令可以生成.mcs文件；最后從Create Boot Image窗口的上面部分有說明，只要將輸出文件BOOT.bin的后綴改為.mcs即可生成.mcs格式文件。有了.mcs文件就可以下載了，Xilinx Tools ->Program Flash得到以下窗口

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選擇.mcs文件點擊Program即可。細心的朋友可以發(fā)現(xiàn)在選擇.mcs文件時也可以選擇.bin文件，經(jīng)測試直接選擇.bin文件下載到flash也可以成功啟動，可能這就是新版SDK中不同時生成.mcs文件的原因吧。

然后設(shè)置板子為QSPI啟動，重新上電即可。

使用DDR

使用DDR方式即可需要使用FSBL來加載裸機程序，同時當然也支持配置PL部分.bit文件。所以除了裸機程序工程外還需要建立FSBL程序工程，該工程直接用SDK自帶FSBL模板即可，如下圖

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注意選擇使用與裸機程序同一個BSP；點擊next

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這里選擇Zynq FSBL，然后點擊finish即可生成FSBL工程。

注意：若提示不能創(chuàng)建則通常是在BSP中沒有打開對應的庫（xilffs和xilrsa），如下圖

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在“Project Explorer”窗口BSP上右鍵->Board Support Package Setting，打開兩個庫即可

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從SD啟動

類似的，從SD卡啟動也需要BOOT.bin文件，生成方法類似前面，只是在Create zynq Boot Image窗口需要Add:
選擇FSBL作為bootloader
選擇PL部分.bit文件
選擇裸機程序.elf

以上順序需要注意，如下圖

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同上，這時只要將BOOT.bin復制到SD卡，板子設(shè)置為SD卡啟動，在板子重新上電即可。

從QSPI啟動

類似只用OCM的情況，將.bin下載然后然后設(shè)置板子為QSPI啟動，重新上電即可。

這里需要特別注意，“使用DDR”時用SD卡和QSPI啟動需要在vivado中將zynq上SD模塊和QSPI模塊打開，不像“只用OCM”時不打開這些模塊也能啟動；分析查看FSBL程序可知必須要定義了XPAR_PS7_DDR_0_S_AXI_BASEADDR才能從SD或QSPI啟動，所以這里也必須打開DDR模塊。

注意
調(diào)試或下載出錯時推薦處理步驟，直到問題解決
. 重新插拔下載器
. 板子斷電后上電
. 關(guān)閉SDK重新打開（同時最好只打開一個SDK）
. 檢查調(diào)試選項，是否設(shè)置好
. 檢查zynq設(shè)置（如當用到DDR時，若選擇DDR型號不對也是不能調(diào)試的）

若啟動不正常可以嘗試調(diào)試FSBL：
. 若要查看FSBL打印調(diào)試信息，則在fsbl_debug.h中定義宏FSBL_DEBUG_INFO(#define FSBL_DEBUG_INFO)，當然在調(diào)試設(shè)置中也要設(shè)置STDIO為對應UART(默認波特率為115200)或使用其它UART查看打印信息
. 調(diào)試FSBL時注意，當改變板子啟動方式后需要重新上電或POR復位后才生效