PYNQ-Z1开发板自定义QSPI启动文件教程

知识点: 1. PYNQ-Z1开发板概述： PYNQ-Z1是基于Xilinx Zynq-7000系列的SoC的开发板，该系列SoC集成了FPGA和ARM处理器。PYNQ（Python Productivity for Zynq）项目旨在将Python编程语言的优势与Zynq平台结合起来，使得开发者可以更加轻松地利用Zynq的硬件和软件编程特性。 2. QSPI（Quad SPI）接口： QSPI是一种多模式串行闪存接口，支持四线通信，允许比传统SPI接口更高的数据吞吐率。QSPI接口广泛应用于嵌入式系统中，用以连接闪存设备，存储器或其他外设。PYNQ-Z1开发板上的QSPI接口可用于将引导加载程序（如boot.bin文件）和固件存储到非易失性存储器中，从而实现板卡的启动。 3. boot.bin文件： boot.bin文件是Xilinx平台启动所需的引导文件，包含了多个启动阶段的二进制数据。该文件通常由三个部分组成：FSBL（First Stage Boot Loader）、bit文件（FPGA配置数据）和U-Boot（启动加载程序）。在PYNQ-Z1开发板通过QSPI启动时，boot.bin文件会被烧录到QSPI闪存中，并在上电时首先被加载，负责初始化硬件并引导操作系统或应用程序的运行。 4. FSBL（First Stage Boot Loader）： FSBL是在boot.bin中的一部分，作为启动过程的第一阶段，负责初始化处理器和内存，以及加载下一阶段的引导加载程序。FSBL在启动过程中起到至关重要的作用，确保系统硬件处于可以加载操作系统或应用程序的正确状态。 5. Petalinux介绍： Petalinux是一个用于Xilinx Zynq平台的Linux发行版。它提供了一套完整的工具链，用于构建、定制和部署Linux操作系统。通过Petalinux，开发者可以轻松地创建适用于Zynq SoC的系统映像，包括所需的驱动程序和应用程序。 6. SDK烧录过程： 在创建了PYNQ-Z1开发板的启动文件后，使用Xilinx SDK工具可以将这些文件烧录到开发板的QSPI闪存中。SDK提供了烧录工具和接口，让开发者能够将boot.bin文件以及其他必要的数据传输到QSPI闪存，实现开发板的快速启动。 7. Vivado工程中的board files文件： 在Vivado工程中，board files文件包含了开发板特定的硬件配置信息。这些信息在设计过程中用于定义硬件布局、引脚分配和特定于开发板的外设配置。在通过QSPI启动的环境中，board files文件确保了硬件设计与PYNQ-Z1开发板的硬件特性相匹配。 8. 制作启动文件的重要性： 由于官方只提供了通过SD卡启动的镜像文件，因此，对于需要通过QSPI闪存启动的PYNQ-Z1开发板，必须自行制作启动文件。这涉及到自定义Petalinux构建过程，以生成适合QSPI闪存的boot.bin文件，并使用SDK工具烧录到开发板中，从而实现更为快速和稳定的启动过程。 总结以上信息，PYNQ-Z1通过qspi flash启动的文件包包含了用于自定义启动过程的关键文件，如boot.bin和FSBL，以及Vivado工程的board files文件。这些文件共同确保了PYNQ-Z1开发板能够通过QSPI接口快速启动，这对于开发效率和产品最终部署都至关重要。