基于ZYNQ芯片的外设驱动技术方案.doc

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1、一、BootLoader的移植制作21、生成uboot.elf文件32、system.bit生成53、创建fsbl84、生成BOOT.BIN9二、配置并编译linux内核101、修改设备树内容102、配置编译linux内核12三、Linux设备驱动移植131、Linux设备驱动模型142、Linux设备驱动移植15在嵌入式操作系统中，BootLoader是在操作系统内核运行之前运行。可以初始化硬件设备、建立内存空间映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。在嵌入式系统中，通常并没有像

2、BIOS那样的固件程序（注，有的嵌入式CPU也会内嵌一段短小的启动程序），因此整个系统的加载启动任务就完全由BootLoader来完成。在一个基于zynq的嵌入式Linux系统中，系统在上电或复位时通常都从地址0x处开始执行，而在这个地址处安排的通常就是系统的BootLoader程序。想要在zynq芯片上顺利启动Linux并且驱动相关模块正常工作，首先需要正确移植BootLoader。作为初始化硬件平台的一段BareMetal代码，Bootloader的移植也并入了我们的工作。所以综合起来说，我们的工作主要分为了三个部分：Bootl

3、oader的移植以及Linux内核和设备驱动的移植。在进行移植工作之前，首先要做的是要在宿主机上面搭建好我们目标板的开发平台，以及下载好uboot源代码，Linux内核源代码以及相关驱动源代码。（有的模块的驱动源代码在Linux内核源代码中已经包含进去了，那么就不用单独下载。需要下载的驱动源代码只是针对标准Linux内核中不支持的部件而言。）一、BootLoader的移植制作每一种操作系统都需要有自己的引导程序，最为人们所知的就是Windows的BIOS。缺失了这一部分，系统将无法正常启动。对比与Windows的BIOS，andro

4、id系统拥有自己的专属的BootLoader，它主要负责初始化系统平台的硬件设备，建立内存空间的映射关系。在它完成初始化工作之后，继续负责把内核镜像和yaffs2格式的文件系统从SD卡载入到RAM中，完成Linux内核和文件系统的加载并设置内核的启动参数，紧接着启动内核。等到内核真正启动了之后，BootLoader就杀死自己，把CPU让出给内核使用。之后内核根据硬件环境做出系统初始化设置，并将CPU转让给yaffs2文件系统运行管理。至此，Linux系统成功的启动起来。下图1为bootloader的启动过程。图1BootLoader

5、启动流程在我们移植的BootLoader中，由于XC7Z020-CLG484-1包含了可编程逻辑（PL）和处理系统（PS）两个部分，所以它的启动过程与一般的BootLoader稍有不同。BootLoader在它的启动过程中需要负责配置可编程逻辑（PL）和处理系统（PS）这两个部分。使用Xilinx官方提供的SDK生成的BOOT.BIN文件包含了fsbl(firststagebootloader)文件、system.bit文件和uboot.elf文件，其中fsbl文件主要用来加载system.bit并且配置处理系统（PS），而syst

6、em.bit文件起到了配置可编程逻辑（PL）的作用，注意该文件其实并不是必要的，如果在生成BOOT.BIN的过程中缺少该文件，那么PL部分得不到配置，那么我们只是相当于把XC7Z020-CLG484-1当成ARM来使用。之后系统开始加载ssbl(secondstagebootloader)到RAM中，即uboot.elf文件，它主要作用是加载内核镜像到RAM中。如下图所示。1、生成uboot.elf文件Uboot源码的主要目录及其描述cpu与处理器相关的文件。每个子目录中都包括cpu.c和interrupt.c、start.S、u-

7、boot.lds。cpu.c：初始化CPU、设置指令Cache和数据Cache等interrupt.c：设置系统的各种中断和异常start.S：是U-boot启动时执行的第一个文件，它主要做最早期的系统初始化，代码重定向和设置系统堆栈，为进入U-boot第二阶段的C程序奠定基础。u-boot.lds：链接脚本文件，对于代码的最后组装非常重要。board已经支持的所有开发板相关文件，其中包含SDRAM初始化代码、Flash底层驱动、板级初始化文件。其中的config.mk文件定义了TEXT_BASE，也就是代码在内存的实际地址，非常重

8、要。common与处理器体系结构无关的通用代码，U-boot的命令解析代码/common/command.c、所有命令的上层代码cmd_*.c、U-boot环境变量处理代码env_*.c等都位于该目录下drivers包含几乎所有外围芯