《DFZU2EG_4EV MPSoC开发板之嵌入式Linux 驱动开发指南》第六章 Petalinux设计流程实战（下）

正点原子运营 · 发表于 2024-1-26 17:35:41

本帖最后由正点原子运营于 2024-1-25 11:15 编辑

第六章 Petalinux设计流程实战

1）实验平台：正点原子 DFZU2EG_4EV MPSoC开发板

2) 章节摘自【正点原子】DFZU2EG_4EV MPSoC开发板之嵌入式Linux 驱动开发指南 V1.0

3）购买链接:https://detail.tmall.com/item.htm?id=692450874670

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6.3.8 编译Petalinux工程

现在我们就可以编译整个Petalinux工程了，在终端输入如下命令：

<font face="Tahoma">petalinux-build</font>

复制代码

该命令将生成设备树DTB文件、fsbl文件、U-Boot文件，Linux内核和根文件系统映像。编译完成后，生成的映像将位于工程的images目录下。需要说明的是fsbl、U-Boot这两个我们在工程中并没有配置，这是因为Petalinux会根据xsa文件和6.3.4节的配置petalinux工程自动配置fsbl和uboot，如无特需要求，不需要再手动配置。

执行结果如下图所示：

图 6.3.20 编译整个Petalinux工程

6.3.9 制作BOOT.BIN启动文件

Petalinux提供了petalinux-package命令将PetaLinux项目打包为适合部署的格式，其中“petalinux-package--boot”命令生成可引导映像，该映像可直接与Zynq系列设备（包括Zynq-7000和Zynq UltraScale + MPSoC）或基于MicroBlaze的FPGA设计一起使用。对于Zynq系列设备，可引导格式为BOOT.BIN，可以从SD卡引导启动。对于基于MicroBlaze的设计，默认格式为MCS PROM文件，适用于通过Vivado或其他PROM编程器进行编程。

ZYNQ的启动文件BOOT.BIN一般包含fsbl文件、bitstream文件和uboot文件。使用下面的命令可生成BOOT.BIN文件：

petalinux-package --boot --fsbl--fpga --u-boot --force

复制代码

选项“--fsbl”用于指定fsbl文件所在位置，后面接文件对应的路径信息，如果不指定文件位置，默认对应的是images/linux/zynqmp_fsbl.elf；选项“--fpga”用于指定bitstream文件所在位置，后面接该文件对应的路径信息，默认对应的是images/linux/system.bit，实际可能有区别；选项“--u-boot”用于指定U-Boot文件所在位置，后面接该文件所在路径信息，默认为images/linux/u-boot.elf。这里笔者均没有指定对应的文件的路径信息，那么Petalinux会自动使用默认文件。执行结果如下图所示：

图 6.3.21 生成 BOOT文件

可以看到Petalinux自动将PMU（PlatformManagement Unit） firmware文件pmufw.elf和ATF（Arm trusted firmware）文件bl31.elf包含进BOOT.BIN。

生成的BOOT.BIN文件放在Petalinux工程的images/linux目录下，上一小节编译Petalinux工程生成的文件同样存放在images/linux目录下，如下图所示：

图 6.3.22 编译工程生成的启动镜像文件

6.3.10 制作SD启动卡

如果使用SD卡引导linux系统启动，一般需要在SD卡上有2个分区。一个分区使用FAT32文件系统，用于放置启动镜像文件（如BOOT.BIN，linux镜像等），另一分区使用EXT4文件系统，用于存放根文件系统。

需要说明的是在6.2.4节配置petalinux工程中，“Image Packaging Configuration”子菜单根文件系统的类型的配置使用的是默认的INITRAMFS，所以只需要一个使用FAT32文件系统的分区就可以了。当设置为“EXT”则需要另一个存放根文件系统的分区。

本小节先讲解SD卡的分区和格式化，然后说明将哪些文件复制到SD卡中。此处的SD卡指的是那种小卡，也称为TF卡。

注：在使用SD卡前需要先将sd卡中的数据做备份，否则会丢失SD卡中的数据。

将SD卡插入到读卡器中、并将读卡器插入电脑并连接到Ubuntu系统，在Ubuntu系统中找到SD卡所对应的设备节点，笔者插入的SD卡对应的设备节点为/dev/sdc。在终端中输入如下命令：

umount/dev/sdc*
sudofdisk /dev/sdc

复制代码

输入“p”执行结果如下图所示：

图 6.3.23 给SD卡分区

可以看到当前的分区表，有一个FAT32的分区。在开始新分区之前需要将以前的分区删除，键入“d”，删除该分区，再次键入“d”时会出现下图所示的红色字体提示，表明已无存在的分区。如果SD卡存在多个分区，需要全部删除，存在多个分区的情况下，键入“d”时会提示选择需要删除的分区编号。

图 6.3.24 将以前的分区删除

下面开始新建分区。输入“n”创建一个新分区。通过选择'p'使其为主，使用默认分区号1和第一个扇区2048。设置最后一个扇区，也就是设置第一个分区的大小，一般设置500M足够了，通过输入“+ 500M”，为该分区预留500MB，如下图所示：

图 6.3.25 创建第一个新分区

现在设置分区类型，输入“t”，然后输入“c”，设置为“W95 FAT32 (LBA)”，如下图所示：

图 6.3.26设置分区类型

输入“a”，设为引导分区，如下图所示：

图 6.3.27 设为引导分区

第一个分区就创建好了，开始创建第二个分区。

通过键入“n”来创建根文件系统分区。后面一路默认就可以了，如下图所示：

图 6.3.28 创建第二个分区

如果现在输入“p”检查分区表，会看到刚刚创建的2个分区。如果没问题，键入“w”以写入到SD卡并退出。

图 6.3.29 写入分区到SD卡

完成了分区创建后，就可以格式化分区了。在终端输入如下命令：

sudomkfs.vfat -F 32 -n boot /dev/sdc1
sudomkfs.ext4 -L rootfs /dev/sdc2

复制代码

将第一个分区格式化成FAT32分区并命名为boot，将第二个分区格式化成ext4分区并命名为rootfs。执行结果如下图所示：

图 6.3.30 SD卡分区格式化

格式化分区之后就可以挂载分区了（重新插拔读卡器或者使用mount命令进行挂载）。挂载完成后，我们将该工程image/linux目录下的BOOT.BIN和image.ub文件拷贝到名为boot的分区也即/dev/sdc1分区中，结果如下图所示：

图 6.3.31 拷贝启动镜像到第一个分区

本实验只需要这两个文件即可，现在可以卸载SD卡了。

6.3.11 开发板启动模式设置

将SD卡插入DFZU2EG_4EVMPSoC开发板的SD卡槽（卡槽位于开发板背面），然后使用USB Type-C连接线将开发板USB_UART接口与电脑连接，用于串口通信。DFZU2EG_4EV MPSoC开发板连接SD（TF）卡的正面图和背面图如图 6.3.32和图 6.3.33所示：

图 6.3.32 开发板连接TF卡正面图

图 6.3.33 开发板连接TF卡背面图

接下来将DFZU2EG_4EV MPSoC开发板上的启动模式开关BOOT MODE的四个开关的第二个与第四个开关拨到下面（置为OFF），即设置为从SD卡启动。不同的启动方式与四个拨码开关的状态对应关系如下图所示：

图 6.3.34 启动模式设置

最后连接开发板的电源线给开发板上电。

6.3.12 打开串口上位机，进入Linux系统

打开MobaXterm串口上位机或其它串口上位机。上位机打印Linux启动信息如下：

图 6.3.35 打印Linux启动信息

停留在登录处，此处使用root用户登录，登录密码为“root”（去掉双引号），登录进去后，界面如下：

图 6.3.36 使用root用户登录

如果我们把视线移到开发板，会看到板上的LED灯全都是亮的，其中，底板上的PL_LED1和PS_LED1同频闪烁，这是设备树配置文件产生的结果，还记得那个“timer”么。

至此我们就走完了Petalinux开发Linux的整个流程。正如俗语所说师傅领进门，修行靠个人，Petalinux的功能远不止如此，其他功能读者有兴趣可进行探索，建议参考ug1144参考手册，也就是Xilinx官方编写的PetaLinux工具使用说明文档，已提供在开发板光盘资料：开发板资料盘(A盘)\8_ZYNQ&FPGA参考资料\Xilinx\UserGuide\ug1144-petalinux-tools-reference-guide.pdf。

特别说明：以后我们使用主机终端指代电脑上Ubuntu系统的终端，串口终端指代通过串口线连接到开发板显示在串口上位机中的终端。

6.4 解决Petalinux由于网络原因产生的编译错误

如果编译Petalinux工程时，出现如下图所示的“Fetcher failure: Unable to find file”错误：

图 6.4.1 Fetcher failure: Unable to find file

出现这种错误的原因是Petalinux在编译的时候，需要联网下载一些文件，由于网络原因这些文件不能正常下载，导致编译出错。解决的方法是下载该压缩包：https://china.xilinx.com/member/forms/download/xef.html?filename=downloads_2019.2.tar.gz。

该压缩包很大，有20多G，里面包含了Petalinux编译需要的各种软件包和库（该压缩包在网盘中已经提供，路径为开发板资料盘(A盘)\4_SourceCode\3_Embedded_Linux\资源文件\downloads.rar）。下载完成后将其复制到Ubuntu虚拟机中并解压。譬如笔者在4.2节创建的share文件夹下创建一个petalinux文件夹，并将该压缩包解压到该文件夹下，如下图所示：

图 6.4.2解压downloads_2019.2.tar.gz得到的文件夹

从Ubuntu虚拟机访问该路径为：/mnt/hgfs/share/petalinux/downloads/。

下面将解压后的路径添加到Petalinux工程中。

进入Petalilnux工程，输入“petalinux-config”配置工程。配置“Yocto Settings ---> Add pre-mirror url”，删除原先的内容，添加解压downloads_2019.2.tar.gz后的绝对路径，添加格式为：file://+downloads_2019.2.tar.gz解压后的路径。对于笔者而言，添加的路径内容为file:///mnt/hgfs/share/petalinux/downloads/，如下图所示：

图 6.4.3 添加pre-mirrorurl

保存配置，返回到Yocto Settings界面，使能BB_NO_NETWORK，如下图所示：

图 6.4.4 使能BB_NO_NETWORK

保存配置并退出。

现在编译就不会出现“Fetcher failure: Unable to find file”错误。

6.5 扩展阅读：

1) Xilinx 官方技术支持：https://china.xilinx.com/support/service-portal/contact-support.html

2) Petalinux用户手册UG1144： https://www.xilinx.com/content/dam/xilinx/support/documentation/sw_manuals/xilinx2020_2/ug1144-petalinux-tools-reference-guide.pdf

3) Petalinux工程目录结构详解：Petalinux用户手册UG1144的附录B（Appendix B）——PetaLinux工程结构

4) Zynq UltraScale+ FSBL介绍：https://xilinx-wiki.atlassian.net/wiki/spaces/A/pages/18842019/Zynq+UltraScale+FSBL

5) PMU(Platform Management Unit)Firmware介绍：https://xilinx-wiki.atlassian.net/wiki/spaces/A/pages/18841724/PMU+Firmware

6) Arm Trusted Firmware介绍：https://xilinx-wiki.atlassian.net/wiki/spaces/A/pages/18842107/Arm+Trusted+Firmware