PS端的Linux系统制作

在PS端新增了SD、PCIe等接口后，导出.xsa文件。然后通过调研，我找到了AMD官网提供的工具Petalinux。Petalinux 工具是 Xilinx 公司推出的嵌入式 Linux 开发套件，包括了 u-boot、Linux Kernel、device-tree、rootfs 等源码和库，以及 Yocto recipes，可以让客户很方便的生成、配置、编译及自定义 Linux 系统。这里不使用米联客提供的工具包主要是因为考虑到AMD官网提供的文档更加齐全，出现问题AI可以更好的帮我debug。

Linux启动

本项目采用SD卡启动，系统从上电到进入Linux用户空间的流程如下：

上电
  ↓
BootROM：根据启动拨码访问SD卡，并加载BOOT.BIN中的FSBL
  ↓
FSBL：初始化MIO、时钟、DDR和SerDes，并加载后续启动分区
  ↓
PMUFW：负责电源、复位和平台管理
  ↓
bitstream：配置PL端硬件逻辑
  ↓
ATF/BL31：完成ARM可信固件和运行级切换
  ↓
U-Boot：执行boot.scr，从SD卡读取并校验image.ub
  ↓
Linux Kernel + Device Tree + initramfs：初始化内核和驱动并挂载根文件系统
  ↓
进入Linux用户空间并显示login提示

其中，设备树并不是在Linux内核之后单独运行的程序，而是由U-Boot传递给内核，用来描述DDR、SD、PCIe、AXI DMA等硬件。当前启动文件的作用为：

文件	主要内容与作用
`BOOT.BIN`	FSBL、PMUFW、bitstream、ATF和U-Boot等启动组件
`boot.scr`	U-Boot启动脚本，指定如何加载`image.ub`
`image.ub`	Linux Kernel、Device Tree和initramfs

PetaLinux环境搭建

虚拟机中安装Linux系统，这里我安装的是Ubuntu22.04。
开启FTP服务，使用Filezilla传输文件非常方便，可以在windows中导出xsa文件后直接拖拽到ubuntu虚拟机中。
```
sudo apt install -y vsftpd
sudo vi /etc/vsftpd.conf 
# 找到以下两行内容，确保这两行内容前无#
# local_enable=YES
# write_enable=YES
```
在Windows中装完Filezilla后，即可方便地传输文件了。
开启SSH服务，方便使用 mobaxterm 远程。
```
sudo apt install openssh-server
```
安装PetaLinux 2023.2
PetaLinux安装程序应由普通用户运行，不建议直接使用sudo执行安装程序。先创建安装目录并将其所有权交给当前用户：
```
sudo mkdir -p /opt/pkg/petalinux/2023.2
sudo chown -R "$USER:$USER" /opt/pkg/petalinux
```
为安装程序添加执行权限并开始安装，其中安装程序路径根据实际文件名修改：
```
chmod +x ~/Downloads/petalinux-v2023.2-*.run

~/Downloads/petalinux-v2023.2-*.run \
  --dir /opt/pkg/petalinux/2023.2
```

Petalinux制作系统步骤

使用Vivado建立硬件平台并导出XSA。 完成综合、实现和bitstream生成，导出时勾选Include bitstream。
```
Validate Design → Generate Bitstream → Export Hardware
```

将XSA放入Ubuntu的独立目录。 一个目录只放一份XSA，避免导入错误版本。

mkdir -p ~/DDAQ/00_xsa/hw_20260630
cp ~/DDAQ/00_xsa/PL2SSD20260630.xsa \
  ~/DDAQ/00_xsa/hw_20260630/
sha256sum ~/DDAQ/00_xsa/hw_20260630/PL2SSD20260630.xsa

加载PetaLinux 2023.2运行环境。 每次新建终端或重新连接SSH后都要执行。
```
source /opt/pkg/petalinux/2023.2/settings.sh
```
第一次使用时创建PetaLinux工程。 本项目为Zynq UltraScale+ MPSoC，模板选择zynqMP。
```
cd ~/DDAQ/01_petalinux
petalinux-create -t project --template zynqMP -n ddaq_linux
```
向PetaLinux工程导入XSA。 配置界面出现后保存并退出；以后更新XSA时无需重新创建工程。
```
cd ~/DDAQ/01_petalinux/ddaq_linux
petalinux-config \
  --get-hw-description="$HOME/DDAQ/00_xsa/hw_20260630"
```
配置Linux内核。
```
petalinux-config -c kernel
```
配置rootfs。 可使用rootfs菜单添加所需工具。
```
petalinux-config -c rootfs
```

配置用户设备树。

nano project-spec/meta-user/recipes-bsp/device-tree/files/system-user.dtsi

编译整个PetaLinux工程。 第一次编译时间较长。
```
petalinux-build
```

打包生成BOOT.BIN。

petalinux-package --boot \
  --fsbl images/linux/zynqmp_fsbl.elf \
  --pmufw images/linux/pmufw.elf \
  --fpga images/linux/system.bit \
  --u-boot \
  --force

整理启动文件并记录哈希。 每次测试建立独立目录，便于版本回退。

OUT="$HOME/DDAQ/02_boot/boot_YYYYMMDD_description"
mkdir -p "$OUT"

cp images/linux/BOOT.BIN "$OUT/"
cp images/linux/boot.scr "$OUT/"
cp images/linux/image.ub "$OUT/"

ls -lh "$OUT"
sha256sum "$OUT"/*

制作SD启动卡并进行上板验证。

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