Petalinux工程设计流程
完整Petalinux工程实践！
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3.2.3 petalinux 工程中导入xsa 文件并配置
前言
本文介绍了一整套Petalinux工程搭建的流程，本文使用的Vivado环境为2020.2；Ubuntu环境为18.04；Petalinux环境为2020.2；搭建工程以zynq-7000系列的XC7Z020芯片为例。这里搭建一个ZYNQ嵌入式最小系统，从硬件配置到Petalinux系统工程的搭建。从理论到实战，逐步分析，层层递进！
一、ZYNQ启动流程
在使用Petalinux创建工程前先了解一下ZYNQ启动流程，ZYNQ启动有三个阶段：
- Stage 0 (BootROM: BootROM Header)
- Stage 1 (FSBL / User code)
- Stage 2 (U-Boot / System / Application)
以下为官方文档的介绍：
为了方便理解，这里借用正点原子的流程图来分析：
Stage 0 ：BootROM：Boot是引导；ROM是只读内存，也就是BootROM中有一段只读的引导代码，代码用于SD卡等外设初始化；读取引脚配置；最后加载镜像到OCM，OCM是片上内存，这里主要是起一个引导加载的作用，引导加载程序（FSBL）引导代码到OCM中。引导加载过后Stage 0结束，开始Stage 1阶段。这里注意，在Stage 0阶段不对PL进行任何操作。
Stage 1 ：控制权到FSBL时，主要先进行PS的初始化；再加载PL配置文件，也就是bit文件；然后加载SSBL或裸机程序，这里需要看实际情况是跑操作系统还是跑裸机程序。
- 跑操作系统加载SSBL，加载过后会跳转执行SSBL，进入Stage 2阶段，这时控制权就转交SSBL。
- 跑裸机程序加载裸机程序后就会只执行裸机程序，不会进入Stage 2阶段。
Stage 2 ：通过SSBL加载操作系统到DDR，其中U-Boot是通用引导加载程序，U-Boot来负责加载Linux操作系统。
二、Petalinux常用命令介绍
先来介绍下Petalinux工程设计的命令，PetaLinux 工具遵循顺序化的处理流程，以下是官方文档的内容：
这里按表格的顺序，也是Petalinux中创建工程的顺序：
本文举例介绍的Petalinux设计流程如下：
1. 通过 Vivado 创建硬件平台，得到 xsa 文件；
2. 运行 source 安装路径>/settings.sh，设置 Petalinux 运行环境
3. 通过 petalinux-create -t project 创建 petalinux 工程；
4. 使用 petalinux-config --get-hw-description，将 xsa 文件导入到 petalinux 工程当中并配置 petalinux 工程；
5. 使用 petalinux-config -c kernel 配置 Linux 内核；
6. 使用 petalinux-config -c rootfs 配置 Linux 根文件系统；
7. 配置设备树文件；
8. 使用 petalinux-build 编译整个工程；
9. 使用 petalinux-package --boot 制作 BOOT.BIN 启动文件；
10. 制作 SD 启动卡，将 BOOT.BIN 和 image.ub 以及根文件系统部署到 SD 卡中；
11. 将 SD 卡插入开发板，并将开发板启动模式设置为从 SD 卡启动；
12. 开发板连接串口线并上电启动，串口上位机打印启动信息，登录进入 Linux 系统。
三、搭建Petalinux工程
理论部分介绍完，下面从Vivado 开始，来完整创建一个实际的工程！
3.1 Vivado 创建硬件平台
本文使用的Vivado环境为2020.2，搭建工程以zynq-7000系列的XC7Z020芯片为例。这里搭建一个ZYNQ嵌入式最小系统，主要用来演示Petalinux系统工程的搭建。
打开Vivado，
创建一个工程
点击Next
选择好合适的位置来存放工程。
点击Next
一直点击Next
选择对应的芯片型号。
点击Finish，Vivado开始创建工程。
这里先搭建bd
在Design中点击 + 号，添加IP核：
这里对于ZYNQ最小系统的配置可以参考之前博客ZYNQ嵌入式最小系统配置：ZYNQ7000与ZYNQMP系列_zynq最小系统-CSDN博客
这里仅展示部分配置参数：
配置完成后，点击Run Block Automation
勾选好选项，点击OK
验证搭建的Block Design
验证成功
完成综合：
综合成功后导出硬件文件。
硬件文件导出成功后得到xsa
接下来就可以将xsa文件导入到Petalinux里创建系统工程了！
3.2 创建 petalinux 工程
3.2.1 设置 Petalinux 运行环境
在正式使用 petalinux 工具之前，需要先设置 petalinux 的作环境
source /opt/pkg/petalinux/2020.2/settings.sh运行如图所示：
3.2.2 创建 petalinux 工程
创建一个名为Zynq_7020的 Petalinux 工程：
输入以下指令：
petalinux-create -t project --template zynq -n Zynq_7020- -t 是“--type”的简写；
- template 参数表明创建的 petalinux 工程使用的平台模板；
- zynq 表明使用 的是 zynq 平台模板的 petalinux 工程，用于 zynq-7000 系列的芯片。而 Zynq UltraScale+MPSoC 系列的芯片就需要变为zynqMP 表明使用的是 zynqMP SoC 平台模板的 petalinux 工程。
- name 参数（此处简写为“-n”）后接的 是 petalinux 工程名
运行如图所示：
在指定文件路径下就创建了一个工程文件：
3.2.3 petalinux 工程中导入xsa 文件并配置
先将硬件文件导入工程文件夹中：
首次配置 Petalinux 工程是将 xsa 文件导入到 Petalinux 工程中，Petalinux 工具会解析 xsa 文件并弹出配置窗口。
输入以下指令：
petalinux-config --get-hw-description ./hardware/design_1_wrapper.xsa运行如图所示：
弹出 petalinux 图形化配置窗口，可根据实际工程进行配置：
完成 petalinux 工程的配置后，会回到终端：
3.2.4 配置 Linux 内核
输入以下指令：
petalinux-config -c kernel运行如图所示：
会弹出 Linux 内核的图形化配置界面：
根据实际工程配置完成后会回到终端：
3.2.5 配置 Linux 根文件系统
输入以下指令：
petalinux-config -c rootfs运行如图所示：
会弹出根文件系统的图形化配置界面：
根据实际工程配置完成后会回到终端：
3.2.6 配置设备树文件
在工程路径下：工程名/project-spec/meta-user/recipes-bsp/device-tree/files/system-user.dtsi 找到system-user.dtsi 设备树文件，进行编辑，应对Vivado工程中的PS配置，可以添加相匹配的外设：
code /home/echo/Petalinux/Zynq_7020/project-spec/meta-user/recipes-bsp/device-tree/files/system-user.dtsi 
3.2.7 编译Petalinux工程
输入以下指令：
petalinux-build运行如图所示：
3.2.8 打包BOOT.BIN
输入以下指令：
petalinux-package --boot --fpga --u-boot --fsbl指令中
- “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。
- “--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/zynq_fsbl.elf；
- “--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；
- “--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。
运行如图所示：
进入Petalinux 工程的 images/linux 目录下可以看到打包生成的文件：
四、制作 SD 启动卡
这里推荐一个工具，可以使用图形化的界面对SD卡进行分区，简单的方法实现和指令分区一样的效果。
在Ubuntu中安装下图所示软件：
分区配置参数：
点击√
点击Apply
分区完成后：
点击Close
打开文件夹，可以发现分区好的BOOT目录和rootfs目录：
SD卡分区完成后们将该工程 image/linux 目录下的 BOOT.BIN、boot.scr 和 image.ub 文件拷贝到BOOT分区：
输入以下指令：
cp BOOT.BIN image.ub boot.scr /media/echo/BOOT/运行结果如图：
将该工程 image/linux 目录下的系统根文件解压到rootfs分区：
输入以下指令：
sudo tar -zxvf rootfs.tar.gz -C /media/echo/rootfs/运行结果如图：
打开BOOT文件夹，可以看到：
打开rootfs文件夹可以看到：
五、进入 Linux 系统
板卡插入SD卡，连接好串口，打开串口工具，这里需注意将板卡的启动模式开关调整为SD卡启动。上电后串口中会有如下打印信息：
输入用户名：root
密码也是默认密码：root
就可以进入板卡的Linux系统中了。
总结
以上就是今天要讲的内容，本文介绍如何搭建一整套Petalinux工程。
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