Zynq-7000 SoC（System on Chip）是一种集成了ARM Cortex-A9处理器和FPGA架构的混合型芯片。启动配置流程涉及从非易失性存储器加载启动映像，并初始化处理系统（PS）和可编程逻辑（PL）。以下是Zynq启动配置流程的详细步骤。
1. 启动模式选择
Zynq-7000 SoC支持多种启动模式，包括：
- QSPI Flash
- NAND Flash
- SD卡
- JTAG
- NOR Flash
启动模式通过芯片的启动模式引脚（BOOT_MODE pins）来选择。这些引脚的状态决定了启动模式。例如：
- BOOT_MODE[1:0] = 00：QSPI Flash
- BOOT_MODE[1:0] = 01：NAND Flash
- BOOT_MODE[1:0] = 10：SD卡
- BOOT_MODE[1:0] = 11：JTAG
2. 启动映像的生成
启动映像包括FSBL（First Stage Boot Loader）、U-Boot、内核镜像、设备树和根文件系统等。以下是生成启动映像的主要步骤。
2.1. 生成FSBL
- 打开Xilinx SDK：使用Vivado生成硬件设计并导出到Xilinx SDK。
- 创建FSBL工程：
- 打开Xilinx SDK，选择File > New > Application Project。
- 输入工程名称，选择目标硬件平台。
- 选择Zynq FSBL模板，完成FSBL工程创建。
- 编译FSBL：
- 右键点击FSBL工程，选择Build Project，生成FSBL可执行文件。
2.2. 生成其他启动组件
- U-Boot：获取和编译U-Boot。
- 从Xilinx GitHub仓库或官网获取U-Boot源代码。
- 配置并编译U-Boot以生成适合Zynq的启动映像（u-boot.elf或u-boot.bin）。
- 内核镜像和设备树：
- 获取和编译适合Zynq的Linux内核。
- 生成内核镜像（如uImage）和设备树二进制文件（.dtb）。
- 根文件系统：
- 准备根文件系统（如initramfs或基于文件系统的rootfs）。
3. 生成启动映像（BOOT.BIN）
使用Xilinx SDK或Bootgen工具生成启动映像（BOOT.BIN）。
- 打开Xilinx SDK。
- 创建启动映像：
- 选择Xilinx Tools > Create Boot Image。
- 在创建启动映像对话框中，添加各个组件：
- FSBL（fsbl.elf）
- FPGA bitstream（optional，system.bit）
- U-Boot（u-boot.elf或u-boot.bin）
- 配置输出文件名称和路径，如BOOT.BIN。
- 生成BOOT.BIN：点击Create Image按钮，生成BOOT.BIN文件。
4. 配置和加载启动映像
将生成的启动映像（BOOT.BIN）和其他必要文件（如内核镜像、设备树、根文件系统）加载到指定的非易失性存储器中。
4.1. SD卡启动
- 格式化SD卡为FAT32文件系统。
- 将BOOT.BIN、uImage、devicetree.dtb和rootfs拷贝到SD卡的根目录。
4.2. QSPI Flash启动
- 使用JTAG或其他编程工具，将BOOT.BIN编程到QSPI Flash的指定地址。
- 将内核镜像和其他文件存储到适当的存储介质（如SD卡或NAND Flash）。
5. 启动过程
- 上电或复位：上电或按下复位按钮，Zynq开始启动。
- 读取启动模式：PS从BOOT_MODE引脚读取启动模式配置。
- 加载FSBL：根据启动模式，从指定存储介质加载FSBL到OCM（On-Chip Memory）并执行。
- FSBL初始化：
- 初始化PS（如DDR、时钟、外设等）。
- 可选地配置PL部分。
- 加载并启动第二阶段启动加载器（如U-Boot）。
- U-Boot加载：
- 初始化基本硬件。
- 加载内核镜像、设备树和根文件系统。
- 启动内核：U-Boot加载并启动Linux内核或其他操作系统。
6. 验证启动
确保系统正常启动后，进行以下验证：
- 检查串口输出：连接到Zynq的串口控制台，观察启动日志。
- 验证各个阶段：确认FSBL、U-Boot和内核的启动过程。
- 检查外设：验证各个外设（如以太网、USB、GPIO等）是否正常工作。
- 文件系统：验证根文件系统是否正确挂载和工作。
通过上述步骤，您可以成功配置和启动Zynq-7000 SoC，并实现从多种存储介质的启动。根据具体项目需求，选择适当的启动模式和配置方法，确保系统稳定可靠地启动和运行。