如何使用Vivado 2022.1版本工具链实现ZCU102 USB启动(上)

本文作者：赛灵思工程师 Zhao Gaofeng

本文依据 Vivado 2022.1 版本工具链的特性，对 UG1209（ 最新版本为 2020.1 ）中介绍的 USB BOOT 启动步骤做了修改，此外，介绍了 WINDOWS 10 中 DFU 工具的使用。

Step1 VIVADO 操作：

新建 VIVADO 工程 。

( 图片截自 UG1209，路径和工程名可自定，下同 )

新建 Block Design。

添加 Zynq UltraScale+ MPSoC IP，并使用 run block automation 应用 board preset。

需要注意的是，要在 board preset 的基础上减少外设的使用以防启动镜像过大，原因会在镜像制作阶段说明。这里去掉了 PCIE、SATA、DP、CAN 外设以及两个 AXI HPM FPD 接口。

完成配置后，依次进行 Validate Design, Create HDL wrapper, Generate Output Product (OOC) , Export Hardware。因为这里没有用到PL端，所以不用生成比特流。

Step 2 制作第一个启动镜像：

创建 FSBL 工程。

配置 FSBL，在 src 目录下找到 xfsbl_config.h，修改其中的宏定义如下：

修改完成后保存、编译。

打包 fsbl.elf 和 pmufw.elf，USB boot 的第一个启动镜像会被加载到 256KB OCM 中，为了满足 size 要求，第一个启动镜像只包含 fsbl.elf 和 pmufw.elf，如果使能过多外设会导致最终的 pmufw 过大。当 OCM 被写满时，USB 启动就会失败。打包方式如下图所示，注意 pwufw 的 partition type 要指定为 pmu（loaded by bootrom）。

Step 3 制作第二个启动镜像：

使用 Vivado 2022.1 版本的 ZCU102 BSP 创建 PETALINUX 2022.1 工程。

配置 PETALINUX 工程：

1.选中 Subsystem AUTO Hardware Settings, 选中 Memory Settings ，设置 System Memory Size 为 0x6FFFFFFF。

2.返回主菜单. 选择 Image Packaging Configuration, 设置 root file system type 为 INITRAMFS。

3.将 INITRAMFS/INITRD Image name 由默认的 petalinux-intramfs-image 为 petalinux-image-minimal，默认配置下ROOTFS 会放在 SD 卡的 EXT4 分区，这是 PETALINUX 2021.1之后版本的新特性，修改后 ROOTFS 在 DDR 中，就无需插 SD卡了。

4.返回主菜单，选择 ARM Trusted Firmware Configuration，配置如下：

默认情况下，ATF 运行在 COM 中，但是在本设计中 OCM 的空间非常紧张，ATF 在 OCM 运行可能会因为内存不足卡死，所以改为在 DDR 中运行，同时使能 atf debug 方便调试。

5.修改设备树：
编辑 ./project-spec/meta-user/recipes-bsp/device-tr ee/ files/system-user.dtsi 如下：

6.编译: petalinux-build

回到 Vitis IDE 制作启动镜像，如下图所示，注意 bl31.elf 的excpetion level=el3 并且使能 trust zone，system.dtb 的 load属性设为 0x00100000(在2021.1后u-boot.elf 不再包含system.dtb)，u-boot.elf 的 exception level=el2。

详细的测试过程，请参考“如何使用 Vivado 2022.1 版本工具链实现 ZCU102 USB 启动（下）”

审核编辑：汤梓红