ZYNQ_嵌入式软件

ZYNQ SoC是Xilinx公司推出的一款集成了ARM处理器的可编程片上系统（SoC）。Zynq-7000 All Programmable SoC包含一个双核ARM Cortex™-A9 MPCore处理器，最高可达1GHz，具有NEON扩展和浮点单元。它还包括L1指令和数据缓存各32kB、统一的512kB L2缓存以及256kB的片上存储器。ZYNQ SoC支持DDR3、DDR3L、DDR2以及LPDDR2类型的动态存储，并提供多种外设控制器，例如两个QSPI、NAND Flash和NOR闪存控制器，两个USB2.0 OTG接口、两个千兆位以太网接口、多个串行和并行通信接口等。 ZYNQ SoC支持多种操作系统，包括Linux 3.8.0、Android 2.3以及FreeRTOS这样的开源操作系统。还有Adeneo Embedded-Windows、Green Hills Software-INTEGRITY等多个商业操作系统。开发ZYNQ平台嵌入式软件时，通常会使用Xilinx的XPS（Xilinx Platform Studio）开发工具，该工具可以实现配置和定制操作、管理外设IO引脚的启动配置和初始化，以及实现器件安全、回读引导和比特流管理。 XPS工具集成了Eclipse CDT开发环境（版本3.8），提供了一个完整的集成设计环境（IDE），能够连接到Vivado和ISE嵌入式硬件设计环境，支持完整的软件设计和调试流程，包括多内核和硬件/软件调试功能。Xilinx还提供了基于Mentor Sourcery CodeBench Lite（版本2012.09）的编译器支持，用以开发定制库和设备驱动程序。 ZYNQ SoC的嵌入式软件开发流程包括利用ISE工具完成硬件设计，使用SDK工具生成FSBL（First Stage Boot Loader），通过JTAG工具下载调试FSBL功能，并利用SDK工具生成由FSBL、Bitstream、SSBL（Second Stage Boot Loader）组成的BOOT.BIN。随后，开发者需要将BOOT.BIN、OS映像文件、内存文件系统等文件拷贝到系统设计指定的存储设备中，例如QSPI、NAND或NOR Flash、SD卡等，然后调试操作系统的基本功能和用户态功能程序。 ZYNQ SoC的启动流程通常从关闭MMU、Icache、Dcache和L2cache开始，两个处理器都处于超级用户状态。BootROM负责将First Stage Boot Loader从外部存储设备拷贝到OCM（On-Chip Memory）中运行，并完成硬件初始化，为SSBL提供可工作的硬件环境。First Stage Boot Loader还负责解析BOOT.BIN文件，加载Bitstream和SSBL，以及在AMP（Asymmetric Multiprocessing）环境中加载运行在CPU1上的ELF文件。CPU0在成功执行FSBL后进入SSBL，而CPU1则在WFE状态下执行代码。 为了创建可引导的镜像文件，ZYNQ SoC使用了Bootgen工具以及BIF（Boot Image Format）文件格式，这允许开发者创建自定义的启动镜像。 ZYNQ SoC为嵌入式软件开发者提供了一个强大的、可编程的平台，结合Xilinx提供的工具和各种操作系统支持，使得开发人员能够开发出高效的嵌入式系统，应用于通信、工业、汽车和消费类电子产品中。