HPS SoC引导指南 - Cyclone V SoC开发工具

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ID 683265
日期 1/27/2016
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1. HPS SoC 引导指南 - Cyclone V SoC 开发套件
1. HPS SoC 引导指南 - Cyclone V SoC 开发套件 x
1.1. 引言 1.2. 引导概述 1.3. 引导的持续时间 1.4. 引导调试 1.5. 引导实例 1.6. 文档修订历史
1.1. 引言 x
1.1.1. 必要条件
1.2. 引导概述 x
1.2.1. 引导流程 1.2.2. 引导源 1.2.3. 引导时钟
1.2.1. 引导流程 x
1.2.1.1. Boot ROM 1.2.1.2. 预加载器 1.2.1.3. 引导加载器
1.2.2. 引导源 x
1.2.2.1. 从SD/MMC引导 1.2.2.2. 从QSPI引导 1.2.2.3. 从NAND引导 1.2.2.4. 从FPGA引导 1.2.2.5. FPGA后备引导 1.2.2.6. 热复位中从RAM引导
1.3. 引导的持续时间 x
1.3.1. 优化引导持续时间 1.3.2. 引导持续时间的测量
1.3.1. 优化引导持续时间 x
1.3.1.1. 硬件上电顺序 1.3.1.2. Boot ROM 1.3.1.3. 预加载器 1.3.1.4. 引导加载器 1.3.1.5. Linux内核 1.3.1.6. Init脚本
1.4. 引导调试 x
1.4.1. Boot ROM 1.4.2. 预加载器 1.4.3. U-Boot
1.4.2. 预加载器 x
1.4.2.1. 从ARM DS-5 AE调试预加载器
1.5. 引导实例 x
1.5.1. 存档文件内容 1.5.2. 裸机应用 1.5.3. 从SD/MMC引导 –自定义分区 1.5.4. 从SD/MMC引导 – FAT分区 1.5.5. 从QSPI 闪存引导 1.5.6. 从FPGA引导
1.5.6. 从FPGA引导 x
1.5.6.1. 概述 1.5.6.2. 硬件设计 1.5.6.3. 构建和运行实例
1. HPS SoC 引导指南 - Cyclone V SoC 开发套件

1.5.6.3. 构建和运行实例

本节介绍了构件和运行从FPGA 引导的实例所需步骤。
注： 本文档附带存档文件中有全部二进制。
为避免出现"Device Open Failed!"错误信息，请务必在以下用户模式中操作：
  • Windows — "Administrator mode user"
  • Linux — "sudo mode"
  1. 构建裸机应用样本，或直接使用已提供的hello-mkimage.bin文件。
  2. 编译 Quartus® Prime中提供的从 FPGHA 硬件引导的设计，以创建交付信息。
  3. 在编译过的硬件项目基础上生成预加载器。选择如下选项：
    • 查看选项 spl.boot.BOOT_FROM_SDMMC 。
    • 取消查看其他引导选项 (spl.boot.BOOT_FROM_RAM， spl.boot.BOOT_FROM_QSPI，spl.boot.BOOT_FROM_NAND)。
    • 取消查看选项spl.boot.FAT_SUPPORT. 从而告知预加载器加载自定义分区中的裸机应用。
      注： spl.boot.SDMMC_NEXT_BOOT_IMAGE = 0x40000。裸机应用映像需要存放在这里。
    • 查看选项 spl.boot.SDRAM_SCRUBBING 和 spl.boot.SDRAM_SCRUB_REMAIN_REGION。 SDRAM将因此归零，以避免执行裸机程序时出现任何ECC错误。
    • 取消查看选项spl.boot.WATCHDOG_ENABLE。因为将不在裸机应用里“喂狗”（kicking the watchdog）。
    • 查看选项 spl.boot.EXE_ON_FPGA。
  4. 编译预加载器，从而将创建预加载器可执行文件。
  5. 使用预加载器文件夹中的命令把预加载器可执行转换成hex文件： arm-altera-eabi-objcopy -O ihex --adjust-vma -0xc0000000 uboot-socfpga/spl/u-boot-spl preloader.hex
  6. 再次编译硬件设计，把新创建的hex文件加入考虑之中。
    注： hex文件需要位于<hardware_design_folder>/software/spl_bsp/preloader.hex中。以此创建文件<hardware_design_folder>/output_files/soc_system.sof。
  7. 使用fdisk, 或SoC EDS中的SD卡映像实例，在SD卡中手动创建一个id=A2自定义分区：
    • 使用Embedded Command Shell中的 ‘tar -xzf<filename>’ 命令解压缩<SoCEDS installation folder>:\embedded\embeddedsw\socfpga\prebuilt_images\sd_card_linux_boot_image.tar.gz中的SD卡映像。以此创建文件sd_card_linux_boot_image.img。
    • 使用空闲的Win32DiskImager工具写入文件sd_card_linux_boot_image.img到SD卡。
  8. 利用SoC EDS中的SD卡引导工具写入裸机应用映像到SD卡自定义分区:
    • 启动一个Embedded Command Shell。
    • 运行命令 “alt-boot-disk-util -a write -b hello-mkimage.bin -d <sd_card_drive_letter>”
  9. 配置Cyclone V电路板从FPGA引导，需为BOOTSEL跳线作如下配置:
    • BOOTSEL0 (J28): 左
    • BOOTSEL1 (J29): 右
    • BOOTSEL2 (J30): 右
  10. 使用USB串行连接把电板连接到PC，并使用115,200-8-N-1在PC上开启一个串行终端设备。
  11. SD卡插入电路板。
  12. 上电电路板。
    串行终端的电路板上无反应，因为没有配置FPGA，所以Boot ROM不会跳转到FPGA。
  13. 用 Quartus® PrimeProgrammer以及（.sof）文件配置FPGA。
    注： （.sof）文件已包含在本卷附带的存档文件中。
  14. 按下HPS冷复位钮（S7）。
  15. 串行控制台将显示预加载器正在FPGA中运行，同时裸机应用正在SD卡中运行。
    图 17. FPGA中运行的预加载器的串行控制台
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