Versal中对eMMC进行格式化和烧写的方法

FPGA开发圈 2024-03-26 12:03

本文中所述解决方案涉及通过 Linux 对 eMMC 进行格式化和分区以及使用 U-Boot 命令对其烧写。现已经过测试和验证,以此方式完成闪存烧写后,即可成功启动。

本文旨在探讨在 Versal 中对 eMMC 进行格式化和烧写的方法。

所涉步骤如下:
A. 通过 JTAG 启动 Linux

B. 使用 fdisk 对 eMMC 进行格式化和分区

C. 启动 U-Boot 并将启动镜像烧写到 eMMC 中

A. 通过 JTAG 启动 Linux

本节解释了如何在 Versal 器件上,为基于 Arm Cortex-A72 核的 APU 配置并构建 Linux 操作系统。其中使用带有开发板专用 BSP 的 PetaLinux 工具来配置和构建 Linux 镜像。

随后,使用 JTAG 模式将 Linux 镜像加载到开发板上。 

此流程需要一台 Linux 主机。请参阅《PetaLinux 工具文档参考指南》(UG1144),以了解有关 PetaLinux 工具的依赖关系和安装过程的信息。

  • 将对应开发板的 PetaLinux BSP 复制到当前目录。本文采用的是含 eMMC 启动模块的 VCK190,因此,BSP 为:VCK190-EMMC BSP,下载地址:https://china.xilinx.com/support/download/index.html/content/xilinx/zh/downloadNav/embedded-design-tools.html

  • 设置 PetaLinux 环境

    $ source /settings.csh

  • 使用以下命令创建 PetaLinux 工程。

    $ petalinux-create -t project -s .bsp -n

  • 使用以下命令切换至 PetaLinux 工程目录。

    $cd

  • 将从 Vivado 创建的硬件平台工程 XSA 复制到 Linux 主机,此 XSA 即已启用 eMMC 作为主启动器件的块设计 - https://xilinx.github.io/Embedded-Design-Tutorials/docs/2023.1/build/html/docs/Introduction/Versal-EDT/docs/2-cips-noc-ip-config.html#emmc-boot-mode

  • 使用以下命令重新配置 BSP。

    $ petalinux-config --get-hw-description=<截至含相应 XSA 文件的目录为止的路径>

  • 上一条命令会打开 PetaLinux 的“Configuration”(配置)窗口。对于此示例,无需在此窗口中做任何更改。

  • 单击“Save”保存以上配置,然后单击“Exit”(退出)以退出“Configuration”Wizard。

  • 使用以下命令构建 Linux 镜像:

    $petalinux-build

  • 使用以下命令构建 BOOT.BIN:

    $petalinux-package --boot --uboot

  • 使用 petalinux 命令从 Versal 工程目录创建 Tcl 脚本:

    $petalinux-boot --jtag --kernel --tcl versal.tcl


    注释:

    versal.tcl 文件包含用于选择相应目标的命令和用于将应用文件下载至 DDR 存储器中所需位置的命令。


  • 修改生成的 versal.tcl 文件:将 versal.tcl 中的 ramdisk.cpio.gz 重命名为 rootfs.cpio.gz.u-boot,因为本教程使用 rootfs 镜像。

遵循以下步骤启动 Linux:

  1. 取一张 VCK190,插上 eMMC 子卡,将电源和 JTAG/USB 线从开发板连接到 PC。将 VCK190 上的启动模式开关设置为 ON-ON-ON-ON JTAG 启动模式。

  2. 配置 Tera Term 串行应用,采用默认串行设置 115200,N8 并打开 Tera Term 控制台。

  3. 在 XSCT 控制台中,使用 connect 命令通过 JTAG 连接到目标:xsct% connect

  4. connect 命令会返回连接的通道 ID。

  5. 运行以下目标命令列出可用目标,并使用其 ID 选择目标:xsct% targets

  6. 由于在 JTAG 链上发现目标时会为其分配 ID,因此在不同会话之间 ID 会发生变化。

  7. 下载 A 小节中创建的 versal.tcl 文件,这样会在 VCK190 开发板的 DDR 存储器上使用以下命令加载 BOOT.BIN、rootfs.cpio.gz.uboot  boot.scr 镜像: 

    xsct% targets 1
    xsct% rst
    xsct > source versal.tcl

  8. 运行上述命令后,您可在串行控制台上看到 PLM 和 U-Boot 启动 log 日志。

  9. 继续启动 Linux。Petalinux 用户名:petalinux

  10. 随后,系统将提示您创建新密码。

B. 使用 fdisk 对 eMMC 进行格式化和分区

按如下方式对 eMMC 进行分区(mmcblk0 是本文中所用的器件,请您自行选择您适用的器件)

  • sudo fdisk /dev/mmcblk0

  • n - 创建新分区

  • p - 主分区

  • 1 - 分区编号

  • Enter - 使用默认低扇区,如有特殊需求,则更改扇区编号

  • Enter - 使用默认高扇区,如果需要,可更改扇区编号或大小(+200MB 等)

  • t - 更改分区类型

  • L - 按十六进制列示分区

  • b - 更改为类型 b (Win95 FAT32) 

  • a - 更改启动标志

  • 1 - 将分区设为可启动

  • p - 检查分区表 

  • w - 将更改写入磁盘 

  • sudo mkfs.vfat -F 32 -n BOOT /dev/mmcblk0p1 - 生成并挂载文件系统分区

C. 启动 U-Boot 并将启动镜像烧写到 eMMC 中

U-Boot 可用于将镜像烧写到 eMMC 中。
在本文中,启动镜像首先加载到 DDR 中,然后使用 U-Boot 中的 fatwrite 和 mmc write 命令复制到闪存中。

使用以下命令附上 A 小节中创建的 versal.tcl 以将启动二进制文件加载到 DDR 中:

after 2000
targets -set -nocase -filter {name =~ "*A72*#0"}
after 2000
puts stderr "INFO: Loading boot image: BOOT.BIN at 0x10000000"
dow -data -force "..BOOT.BIN" 0x10000000
after 2000
con

XSCT:

通过 source 命令运行该脚本,并以 JTAG 模式启动 U-Boot。

xsct % source versal.tcl

UART: 

在 U-Boot 提示符处,输入以下命令:

  • part list mmc 0

  • fatls mmc 0 

  • mmc dev 0 0 (选择分区 1,在此例中该分区使用 FAT 格式)

  • fatwrite mmc 0 10000000 BOOT.BIN <十六进制大小>(将启动镜像从 DDR 加载到 FAT 分区)

至此,启动镜像已准备就绪,可通过 eMMC 启动。将启动模式更改为 eMMC 时,请下电,然后重新上电,这样即可成功启动

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