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ZYNQ 启动问题：FSBL

2022-03-02 09:34:10 作者：互联网

0、ZYNQ外部启动条件

1、电源要求：
在阶段0 BootROM时，安全模式下PS与PL都是必须上电的；非安全模式PS需要上电，如图：
在这里插入图片描述
在阶段1 FSBL时，PS与PL都是必须上电的，因为PL将在这个阶段进行配置，而PS将负责配置的过程。

2、时钟要求：必须满足时钟。

3、复位要求：主要有两个外部复位源将影响BootROM的执行。（电源复位信号，系统复位信号）

4、启动引脚设置：需要配置好引脚才能正确启动平台。

1、Stage 0 ：BootROM

1、上电复位以后，PS端即开始进行配置。在不使用JTAG的情况下，ARM将在片上的BootROM中开始执行代码。

2、BootROM中的代码对NAND、NOR、Quad-SPI、SD与PCAP的基本外设控制器进行初始化，使得ARM核可以访问、使用这些外设。

3、加载阶段1的启动镜像（Bin文件：包含fsbl应用程序，bit文件、应用程序）到OCM。

4、需要注意的是PL的配置并不在BootROM中完成，BootROM只为配置PL做好准备。

DDR等其他外设将在阶段1或者之后进行初始化。

PS的启动源是由外部模式引脚的高低电平来选择的，也就是指BootROM将根据外部配置引脚的设置来从不同的外部存储中加载阶段1的启动镜像。

在non-POR或者POR以后，Zynq会完成：
1锁存配置引脚，如下图所示，
2初始化PLL（根据复位时锁存的进行选择初始化或者不初始化）
3初始化APU（由两个ARM CPU构成）
4ROM CRC check
5初始化boot用的引脚（Q-spi，NOR，SD，NAND等等），根据上一步锁存的配置引脚进行选择。
6出发并等待PL完成初始化，前提是PL部分上电已经完成的话。如果此时PL上电没有完成，这这一步直接跳过
7开始搜索BootROM Header，如果搜索到了一个合法的header，就会基于这个header加载FSBL（加密或不加密）
8被加载的FSBL可能是XIP（execute in place，在存储器里直接运行）或者是被加载到了DDR中，加载完毕后BootROM完成任务，将控制权交给了FSBL。

2、Stage 1 ：FSBL

1、 FSBL是在BootROM之后启动的引导程序。由BootROM加载到OCM或者直接在线性Flash上运行。FSBL主要完成以下工作：

1）根据XPS(或vivado)中的配置，完成PS端的初始化。（MIO 、Clock 、DDR）

2）使用比特流文件对PL进行配置。

3）加载第二阶段引导程序（SSBL）或者裸跑程序（无操作系统时）到DDR。

4）跳转到DDR执行SSBL或者裸跑程序。
注意：FSBL在跳转到SSBL或者裸跑程序前，并不使能MMU。这是因为许多操作系统，例如linux假设MMU在启动时是禁用的。FSBL启动流程：

另外需要注意的是：（fsbl.elf、PL的比特流文件、SSBL或裸跑的应用程序）等都必须组织成Bin镜像。FSBL将会遍历分区头表来寻找比特流文件、SSBL或裸跑程序所在的位置，然后进行加载DDR或配置。

3、Stage 1 ：SSBL（无操作系统时，则不需要）

1、SSBL的引导程序称为BootLoader。Zynq平台中的嵌入式linux就是U-Boot，FSBL帮助我们引导U-Boot到内存中。

2、U-Boot拥有非常强大的功能，提供了许多用户指令、读写内存、flash、USB设备。U-Boot会帮助我们完成linux内核启动之前所必须的硬件初始化，例如串口、DDR控制器等。

4、Linux启动过程：

嵌入式linux从软件层面考虑可以分为以下四个部分：
引导程序（BootLoader）、
linux内核、
文件系统、
应用程序。

U-Boot将为linux内核初始化内存和必要的外设，设置好启动参数。在zynq平台中，采用设备树来传递驱动部分的参数，所以U-Boot还将为内核拷贝设备树镜像文件到内存中。由U-Boot传递给内核的启动参数中通常包含了设备树的地址，文件系统的类型、地址等信息。而后U-Boot将把系统控制权交给linux内核。

当linux内核拥有系统的控制权后，将先进行初始化，建议起内核的运行环境。Linux内核在完成了虚拟地址到物理地址映射后，还有就是驱动设备初始化与挂载。在zynq平台中，采用设备树的方式传递设备驱动的信息，如果有为PL中的IP核编写了驱动程序，也可以使用模块化的方式，待linux启动后再进行挂载。

Linux内核将根据U-Boot传递过来的参数信息选择挂载文件系统的格式与挂载点。最后linux内核将运行init函数，这是内核引导的终点，也是系统所有进程的起点。应用程序都是放在文件系统中。

原文链接：https://www.sohu.com/a/343257597_467791

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FSBL时间测试：

软重启开始：

到Status = ps7_init()结束; ----------------约107ms

到 DDRInitCheck 结束 ------约1ms

到PcapCtrlRegVal = XDcfg_GetControlRegister(DcfgInstPtr); ----------约0ms

到HandoffAddress = LoadBootImage(); 结束----------约676ms

FsblHandoff(HandoffAddress); 进入该函数内部后运行到 FsblHandoffExit(FsblStartAddr); 直接退出fsbl主程序 -----约2ms

上面步骤结束到进入应用程序------约721ms （应该是FSBL加载应用程序到OCM的时间）

∴软重启到应用程序开始：耗时1.507s 。

fsbl.h :

#define EFUSE_STATUS_REG			(0xF800D010)  /**< Efuse Status Register */
#define EFUSE_STATUS_RSA_ENABLE_MASK (0x400)  /**< Status of RSA enable */

eFuse Write Protection (2-bits) = Bit[8:9]

OCM ROM 128KB CRC Enable = Bit[10]

RSA Authenticaiton Enable = Bit[11]

DFT JTAG Disable = Bit[12]

DFT Mode Disable = Bit[13]

Bit value : 0 = unprogrammed; 1 = programmed