基于安路DR1M90 FPSoC 的Linux 系统全流程开发指南（2）

前 言

本文档由创龙科技研发，专为安路飞龙 DR1M90 FPSoC 产品打造，聚焦 Linux 系统全流程开发需求。

开发环境

Windows开发环境：Windows10 64bit

Linux开发环境：VMware16.2.5、Ubuntu22.04.4 64bit

LinuxSDK开发包：LinuxSDK-[版本号]（基于SDK_2025.1）

交叉编译工具链：

应用开发：gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_aarch64-linux-gnu

U-Boot、内核开发：gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_aarch64-linux-gnu

评估板系统版本：U-Boot-2021.01、Linux-6.1.111、Buildroot-2022.02

备注：本文基于8GByte eMMC、1GByte DDR3配置核心板进行演示。

BOOT.bin开发

BOOT.bin文件为SoC的启动镜像，一般包含FSBL、比特流文件（用于配置PL）、被引导的应用、数据文件，遵循固定的结构，以便SoC上电时BootRom对其进行解析。

具体说明如下：

（1）FSBL：非必须，主要功能为初始化SoC、引导应用程序，配置PL比特流。

（2）比特流文件：非必须，在使用到PL端逻辑资源时必须使用。

（3）应用程序：必须，若运行在OCM，且不依赖PL端，则可单独使用；其他情况下被FSBL引导；引导Linux系统则为u-boot.bin。

（4）数据：可选，一般用于将数据加载至固定内存地址。

图 17

备注：我司提供的BOOT.bin由FSBL和U-Boot镜像合并生成，不含比特流文件、数据。

FSBL开发

FSBL(First Stage Bootloader)为一级Bootloader程序，我司提供的FSBL工程中已对PS端相关外设进行配置。

FSBL TD工程说明

我司提供的FSBL TD工程位于“4-软件资料\Linux\FSBL\fsbl-[版本号]\hw\project\”目录下，请参考《TD-FD工程编译与加载》文档导入TD工程。

双击fsbl，即可打开的Design界面。

图 18

图 19

在Design界面双击"ARM Processor System" IP即可打开配置界面，该界面为FPSoC Diagram，显示基本配置框图，点击橙色部分可跳转到该功能详细配置界面。

图 20

可通过打开相应的窗口来查看相关配置。

（1）打开"PS-PL interfaces"窗口查看PS-PL配置。

图 21

（2）打开"Peripherals and Pin Mux"窗口查看外设配置。

图 22

（3）打开"Clocks"窗口查看时钟配置。

图 23

（4）打开"PS DDR"窗口查看DDR配置。

图 24

（5）打开"AI"窗口查看NPU配置。

图 25

FSBL TD工程编译

请参考《TD-FD工程编译与加载》文档编译FSBL TD工程。

图 26

生成HPF文件

在FPSoC的应用开发过程中，需将硬件设计信息通过文件的形式传递至软件开发工具(FD)中使用，该文件被称之为HPF(Hardware Platform File)文件。

我司提供的HPF文件位于“4-软件资料\Linux\FSBL\fsbl-[版本号]\hw\bin\”目录下，下文演示HPF文件的生成。

在菜单栏中依次点击"Project -> Export Hardware Platform File"。

图 27

在弹窗内，勾选"Include bitstream"，导出路径选择默认在当前工程内，点击OK。

图 28

弹窗显示导出HPF文件成功，并显示HPF文件的存放路径，点击"Ok"。

图 29

生成FSBL FD工程

我司提供的FSBL FD工程位于“4-软件资料\Linux\FSBL\fsbl-[版本号]\sw\baremetal_demo\project\”目录下，下文演示FSBL FD工程的生成。打开FD软件，在Workspace中指定工程存放路径，点击"Launch"。Workspace是FD的工作目录，该目录下包含了Platform工程、app工程以及用户配置文件。

图 30

在菜单栏中依次点击"File -> New -> Platform Project"，创建Platform工程。

图 31

在弹出的对话框中，根据实际情况设置Project Name（工程名），"HPF File"选择刚刚导出的HPF文件所在路径，点击"Finish"生成Platform工程。

图 32

至此，创建Platform工程完成。

图 33

在菜单栏中依次点击"File -> New -> Application Project"，创建FSBL FD工程。

图 34

在弹出的对话框中，根据实际情况设置Project Name（工程名），"Template List"选择"FSBL"，点击"Finish"生成FSBL FD工程。FSBL FD工程即为app工程，其主要功能为引导BOOT.bin中的数据和程序。

图 35

至此，已生成FSBL FD工程。

图 36

编译FSBL FD工程生成elf文件

我司提供的elf文件位于“4-软件资料\Linux\FSBL\fsbl-[版本号]\sw\baremetal_demo\bin\”目录下，可直接使用。

本小节演示elf文件的生成。鼠标右键FSBL工程，选择"Reset Project"。

图 37

点击"Reset"。

图 38

点击"Close"。

图 39

在菜单栏中依次点击"Project -> Build All"，编译FSBL FD工程。

图 40

编译完成，并在fsblgon工程的build目录下生成fsbl.elf文件。fsbl.elf需与u-boot.bin文件合成BOOT.bin使用。

图 41

图 42

U-Boot开发

U-Boot为二级Bootloader程序。

U-Boot源码说明

U-Boot源码位于LinuxSDK源码u-boot目录，具体说明如下表。

图 43

U-Boot配置

U-Boot可使用menuconfig进行配置，请参考“配置内核选项”章节，配置menuconfconfig所需依赖环境。

在LinuxSDK源码目录下，执行如下命令，通过menuconfig配置U-Boot。

Host# cd /home/tronlong/DR1/SDK_2025.1/

Host# ./build.sh ubootmenuconfig

图 44

图 45

可通过键盘的方向键选中对应菜单栏。在<Select>被选中的情况下，可按Enter键进入子菜单。菜单选项中蓝色高亮的字母代表此菜单选项的快捷键，可在键盘上按下对应的字母快速选中对应的菜单选项。

每个菜单选项前的括号内容表示当前菜单选项的配置状态。选中对应的菜单选项后，按下Y键，会将相应的选项配置编译到U-Boot中，同时菜单选项前面变为< * >。按下N键，不会将相应的选项配置编译到U-Boot中。如需搜索，可按下/键打开搜索框，然后输入要搜索的内容。

配置完毕后，选中<Save>，按Enter键保存配置选项。然后选中<Exit>，按Enter键退出。

图 46

编译U-Boot

在LinuxSDK源码目录下执行如下命令，配置编译选项，并单独编译U-Boot。

Host# ./build.sh uboot

图 47

图 48

编译完成后，最终在LinuxSDK源码"device/output/anlogic_dr1m90/u-boot"目录下生成U-Boot镜像如下所示。

图 49

合成BOOT.bin文件

BOOT.bin由fsbl.elf和u-boot.bin合成。fsbl.elf文件位于产品资料“4-软件资料\Linux\FSBL\fsbl-[版本号]\sw\baremetal_demo\bin\”目录下，u-boot.bin文件位于“4-软件资料\Linux\U-Boot\image\u-boot-2021.01-[版本号]-[Git序列号]\”目录下，可直接使用。

备注：版本号、Git序列号请以实际情况为准。

打开FSBL FD工程，在菜单栏中依次点击"Tools -> Create Boot lmage"。

图 50

图 51

"Output BlF file path"为output.bif存放路径，"Output path"为BOOT.bin存放路径，请根据实际路径进行选择。在"Boot image partitions"中点击"Add"选择和配置需要被打包到Boot.bin的分区文件，本次以添加FSBL镜像fsbl.elf和U-Boot镜像u-boot.bin为例进行演示，配置参数如下图。

图 52

图 53

图 54

配置完成，点击"Create lmage"，生成BOOT.bin文件。

图 55

图 56

替换BOOT.bin文件

通过Linux系统启动卡替换

将Linux系统启动卡通过读卡器连接至PC机，直接替换Linux系统启动卡BOOT分区的BOOT.bin原文件即可。

图 57

通过命令行替换

请将需替换的BOOT.bin文件拷贝至评估板文件系统的任意目录下，执行如下命令替换BOOT.bin文件至Linux系统启动卡。

Target# cp ./BOOT.bin /mnt/mmcblk0p1/BOOT.bin

备注：如需替换BOOT.bin至eMMC，请将设备节点修改为"/mnt/mmcblk1p1"。

图 58

U-Boot使用说明

U-Boot命令行进入方式

评估板上电启动后，在U-Boot倒计时结束之前按下"Ctrl + C"进入U-Boot命令行模式。

环境变量说明

（1）环境变量存储

执行命令"setenv"或"env default -f -a"修改的是运行空间中的环境变量值，须使用"saveenv"命令将修改后的环境变量保存起来。否则U-Boot重启后，将会使用修改前的环境变量值。环境变量修改完成后，执行reset命令，即可使用修改后的U-Boot环境变量启动。

U-Boot# env default -f -a

U-Boot# saveenv

U-Boot# reset

图 59

（2）默认配置信息

在U-Boot命令行执行"printenv"命令可查看环境变量。不同版本的U-Boot，环境变量可能会有所不同，内容仅供参考。

U-Boot# printenv

图 60

图 61

（3）环境变量说明

关键环境变量说明如下。

/* 架构、CPU和板卡信息 */

arch=arm

cpu=armv8

soc=dr1m90

board=evb_dr1m90

board_name=evb_dr1m90

vendor=anlogic

/* 串口控制台和波特率设置 */

baudrate=115200

stderr=serial@f8401000

stdin=serial@f8401000

stdout=serial@f8401000

/* 网络配置 */

ipaddr=192.168.199.138

netmask=255.255.255.0

serverip=192.168.199.114

/* 内核和设备树加载地址 */

fdt_addr_r=0x18000000

kernel_addr_r=0x10000000

/* 内核和设备树文件名 */

kernel_image=kernel.bin

devicetree_image=dtb.bin

/* 内核镜像和设备树文件路径 */

bootdir=/boot

/* 支持的启动设备类型 */

boot_targets=mmc0 mmc1 ubifs0 nand qspi

/* 当前启动类型 */

boot_type=mmc0

/* 主要启动命令 */

bootcmd=run an_bootcmd

/* 自动启动命令逻辑 */

an_bootcmd=if env exists boot_type; then for target in ${boot_targets}; do if test ${boot_type} = ${target}; then run bootcmd_${target}; fi; done; fi;

/* 各启动设备的命令 */

bootcmd_mmc0=devnum=0; run mmc_boot

bootcmd_mmc1=devnum=1; run mmc_boot

/* MMC设备启动流程 */

mmc_boot=if mmc dev ${devnum}; then devtype=mmc; if test ${devnum} -eq 0; then setenv bootargs 'console=ttyS1,115200n8 earlycon=uart,mmio32,0xf8401000 loglevel=8 root=/dev/mmcblk0p2 rw rootfstype=ext4 rootwait';fi; if test ${devnum} -eq 1; then setenv bootargs 'console=ttyS1,115200n8 earlycon=uart,mmio32,0xf8401000 loglevel=8 root=/dev/mmcblk1p2 rw rootfstype=ext4 rootwait';fi; ext4load mmc ${devnum}:2 ${kernel_addr_r} ${bootdir}/${kernel_image}; ext4load mmc ${devnum}:2 ${fdt_addr_r} ${bootdir}/${devicetree_image}; bootm ${kernel_addr_r} - ${fdt_addr_r}; run scan_dev_for_boot_part2; fi

Kernel参数传递

Kernel参数传递指的是在启动内核时，通过特定机制将配置参数或启动选项传递给内核，以控制其初始化行为、硬件配置、运行模式等。

评估板默认参数如下。

bootargs 'console=ttyS1,115200n8 earlycon=uart,mmio32,0xf8401000 loglevel=8 root=/dev/mmcblk0p2 rw rootfstype=ext4 rootwait'

参数解析：