Xilinx-ZYNQ7000系列-學習筆記（3）：系統復位與啟動

Xilinx-ZYNQ7000系列-學習筆記（3）：系統復位與啟動

一、復位

ZYNQ-7000 SoC系統中的復位可以由硬體、看門狗定時器、JTAG控制器或軟體產生，可用於驅動系統中每個模組的復位訊號。其中，硬體復位由上電覆位訊號PS_POR_B和系統復位訊號PS_SRST_B驅動。在PS中，有3個看門狗定時器可用來產生復位訊號；JTAG控制器產生的復位訊號可產生系統級復位訊號，或者只用於復位PS的除錯部分；軟體復位訊號可用於單獨子模組的復位，或者產生系統級的復位訊號。

復位系統是器件安全系統的一比分，它執行三段式的復位序列： 上電——清除記憶體——系統使能。

完整的復位流程圖如下圖所示。前兩步被外部系統所控制，知道POR有效時，PS的邏輯才開始執行，此時就可以產生任何型別的復位訊號了；POR訊號可以被非同步地開啟或者停止。

在BootROM開始執行之前，硬體會向所有內部RAM的地址寫0以清除它們的資料。

二、啟動與配置ZYNQ7000中的復位訊號以及它們所產生的效果如下圖所以，詳細內容請參考相關資料手冊。

2.1 PS的啟動過程

ZYNQ7000的啟動模式分為兩種：使用靜態儲存器（NAND、並行NOR、序列NOR（QSPI）和SD卡）的安全啟動模式，需要禁用JTAG；使用JTAG或靜態儲存器的非安全模式。其中JTAG模式主要在功能開發和除錯階段使用。

PS的啟動分為兩個必選階段和一個可選階段。
（1）階段0： BootROM。從內部的BootROM中讀取儲存的啟動程式碼，用於配置ARM處理器和必需的外設，然後從啟動裝置讀取第一階段Bootloader（FSBL）程式碼。BootROM並不會配置和初始化PL，也不會使能DDR和SCU。
（2）階段1： FSBL。FSBL啟動程式碼包含了PS外設的初始化資訊，它通常儲存在Flash中，也可透過JTAG下載到晶片中。BootROM程式碼把FSBL程式碼複製到OCM中，其中從FSBL載入到OCM中的程式碼在192KB以內。在FSBL開始執行之後，其全部的256KB程式碼才全部可用。在QSPI較小的情況下，可以只把FSBL儲存到QSP中，而把其他啟動分割槽存放在更大空間的Flash然後使用eMMC模式進行啟動。

• FSBL可以在SDK中配置生成。
• 由於PS可以獨立於PL而獨立執行，如果提供了位元流檔案，則FSBL可完成PL的配置。
• 如果存在階段2的啟動程式碼，則FSBL執行完畢之後會載入它。
• 如果不存在作業系統，則FSBL執行完畢之後會把相應裸機環境中的程式碼載入到DDR記憶體中。

（3）階段2： 可選階段。使用者可以自定義一些啟動程式碼，例如U-BOOT等。

BootROM啟動流程：
FSBL啟動： hefei/

2.2 PL的啟動過程

PL的啟動過程如下：
（1）啟動：給PL上電。
（2）初始化：透過PS或者INIT/PROG引腳。
（3）配置：透過PS AXI-PCAP、JTAG或者PL ICAP。
（4）使能PS到PL的介面：透過PS。
PL啟動過程與PS啟動的對應關係如下圖。

zedboard的啟動方式選擇

三、總結

大多數的ARM都是這個啟動過程。

• 階段0：即傳統的 BootROM 過程， zynq 晶片裡有個 rom 裡面固化了一段不可修改的程式， 只有 zynq 一上電， 這段程式就會執行， 它將初始化CPU和 NAND、 NOR、 SD卡等基本外設。初始化好，BootROM讀取儲存器中的程式程式碼，並將FSBL複製到OCM（On-chip memory）裡 ， 這個被複製到片上 RAM 執行的程式就來自於我們要製作的檔案——BOOT.bin。
• 階段1：第一階段載入程式（First Stage Boot Loader，FSBL）啟動，BOOT.bin開始執行：首先繼續配置PS，PS初始化好後，再配置PL，最後還可以載入階段2的程式碼。
• 階段2：開始執行PS端程式碼，也可以是第二階段載入程式（Second Stage Boot Loader，SSBL）。完全在使用者的控制之下，是可選的。