ZYNQ启动流程详解：FPGA与ARM结合的引导机制

本文档深入解析了Xilinx Zynq 7000平台的启动过程，特别是针对嵌入式项目的实际应用。Zynq 7000是一个结合了FPGA和A9双核处理器的可扩展处理平台，其独特的启动流程不同于传统的FPGA，而是借鉴了ARM处理器的模式。 在Zynq 7000上电后，首先执行的是内置的BootROM，它负责进行Stage 0 Boot，即执行片内的固件。BootROM的主要任务是初始化处理器和一些关键外设，以便后续加载First Stage Bootloader (FSBL)。选择启动设备是通过特定的MIO引脚实现的，不同设备对应不同的地址范围，BootROM会根据这些引脚的状态确定从哪个设备加载FSBL。 FSBL作为启动流程的关键环节，拥有更大的内存访问权限，它可以利用OCM的256KB空间。Xilinx提供了标准的FSBL代码，通常情况下可以直接使用，但开发者可以根据需求对其进行定制。FSBL的主要职责包括： 1. 继续使用Xilinx Platform Services (XPS)的代码，对片上系统（PS）进行更全面的初始化，包括设置DDR控制器、PLL、时钟和MIO等。 2. 将设计的位流（bitstream）写入片内FPGA，这是配置FPGA的过程，可以稍后进行，但一般在启动早期完成。 3. 将后续的启动引导程序，如Second Stage Bootloader (SSBL，如U-Boot) 或者裸机程序，复制到内存中，确保系统进入下一阶段的准备。 4. 最后，FSBL会将控制权转交给SSBL，让其接管系统的进一步运行。 FSBL文件本身是专为Zynq 7000设计的一种低级引导程序，它负责基础硬件配置和必要的软件加载，为后续的系统启动奠定了坚实的基础。对于开发人员来说，理解和掌握这个启动过程至关重要，因为它直接影响到系统的可靠性和性能。