zynq启动和程序固化流程

news2024/11/16 1:48:13

普通FPGA启动

FPGA的启动方式主要包含主动模式、被动模式和JTAG模式。

主动模式（AS模式）

当FPGA器件上电时，它作为控制器从配置器件EPCS中主动发出读取数据信号，并将EPCS的数据读入到自身中，实现对FPGA的编程。这种模式下，配置信息储存在EPCS等非易失性存储器中，适用于不需要频繁升级的场景。EPCS(Erasable Programmable Configurable Serial)是一种串行存储器，专门用于存储和加载FPGA的配置数据。

被动模式（PS模式）

则是由外部计算机或其他控制器件如微控制器来控制配置过程。在此模式下，EPCS作为控制器件把FPGA当作存储器，将数据写入FPGA，以实现编程。该模式可以实现在线可编程，方便升级。

JTAG模式

是一种直接对FPGA进行编程的模式，由于其基于SRAM，断电后需要重新烧写，主要用于调试目的。JTAG接口包括TDI、TDO、TMS、TCK和可选的TRST信号线。

此外，还存在一些特定的启动方式，例如SPI闪存设备启动、micro SD卡启动和U盘启动。这些方法通过将配置文件存储在相应的介质中，然后让FPGA在上电时通过对应的接口读取配置数据来实现启动。

ZYNQ启动

ZYNQ 的启动是由 ARM 主导的，此流程包括 FPGA 程序的加载，可参考UG585文件。主要有以下两到三个阶段：

Stage 0 :在上电复位或热复位后，处理器首先执行 BootRom 里的代码，该代码用户不可更改，代码里包含了最基本的 NAND，NOR，Quad-SPI，SD 和 PCAP 的驱动。以及把 stage 1 的代码（FSBL 代码（First Stage Boot Loader））搬运到OCM 中,空间限制为 192KB。
Stage 1: 当 BootRom 搬运 FSBL 到 OCM 后，处理开始执行 FSBL 代码。FSBL主要有以下几个作用：1.初始化PS端的配置，包括初始化DDR，MIO，这些配置来源于vivado工程中对ZYNQ核的配置。2.如果有PL程序，加载PL端的bitstream。3.加载bootloader或者bare-metal程序到DDR，然后执行该程序。
Stage 2: Second stage bootloader 是可选项，一般是在运行操作系统的情况下使用，比如u-boot。