浅谈zynq启动，BootROM和FSBL等的执行过程

本文主要介绍zynq启动过程，主要包括BootROM和FSBL等的执行过程。

硬件启动过程

1. 重新上电或POR复位后进行硬件启动过程

2. 扫描“启动引脚”设置，并存入只读寄存器slcr.BOOT_MODE中

3. 若使能pll，则等到pll输出时钟；若旁路pll，则直接使用ps_clk时钟

更详细硬件启动过程可以参考下图

BootROM

BootROM在POR复位后经过硬件启动后自动运行，也可在非POR复位后直接运行（不经过硬件启动），其内容固化在内部ROM中，不能修改，主要初始化MMU和一些系统资源（以使其满足BootROM执行的要求）以及加载FSBL程序段等。BootROM在CPU 0执行，而CPU 1执行WFE指令

主要过程如下：

1. 硬件启动后BootROM将初始化MMU、NAND、NOR、QSPI、SD和PCAP等基本外设

2. 判断启动设备（决定于硬件启动过程时扫描的“启动模式”引脚，即寄存器slcr.BOOT_MODE）并搜索boot镜像头信息，各启动模式搜索范围：
① Quad-SPI，头16 MB空间搜索
② NAND，头128MB空间搜索
③ NOR，头32MB
④ SD卡中只加载一次，不会搜索

3. BootROM会根据启动模式配置MIO，还会根据读取的boot镜像头信息的“寄存器初始化参数”部分配置时间优化寄存器

4. 从指定启动设备中加载SFBL到OCM（加载时也会读取头部信息确定加密状态，文件长度等，若加密则还需解密后加载到OCM，BootROM头信息都不会加密），另外还支持直接在QSPI或NOR中执行（从头部信息中文件长度为0时，这时就不用加载到OCM了）

5. 跳转到SFBL中执行，BootROM关闭

其它说明：

  •  如果已经为加密模式，经过非POR复位后，读取BootROM头信息检测到一个非加密的boot，系统将会被锁定

  •  如果检测到BootROM中有错误，系统也会被锁定

  •  如果为加密模式则需要等待PL上电才能继续加载，因为解密验证模块（AES and HMAC）在PL部分；而无论时加密模式还是非加密模式再配置.bit文件时都要等待PL部分准备好（通过检查寄存器devcfg.STATUS
[PCFG_INIT]）

FSBL

FSBL主要初始化更多的外设(如DDR)、初始化PL部分和加载SSBL或裸机程序等。

主要过程如下：

① 初始化MIO、PLL、CLK等，ps7_init()中所做

② 根据vivado（或XPS）中设置完成PS端初始化

③ 判断启动设备（决定于寄存器slcr.BOOT_MODE）并从中扫描并加载.bit和SSBL或裸机程序

④ 用.bit配置PL部分（FSBL通过PCAP控制器配置PL部分）

⑤ 加载SSBL或裸机程序到DDR中

⑥ 跳转到SSBL或裸机程序中执行

对于FSBL程序通常使用SDK中自带模板，但是不同于BootROM不可改变，FSBL可以手动修改实现一些自定义的内容。而且可以像裸机程序一样调试排错（在fsbl_debug.h中定义宏FSBL_DEBUG_INFO(#define FSBL_DEBUG_INFO)可以查看FSBL打印的调试信息）

注意:由于OCM大小为256KB，而在BootROM阶段OCM高64KB(OCM 从0x0000_0000开始192KB，从0xffff_0000开始64KB)用于存储BootROM头信息和变量，在BootROM执行完成后才可用于FSBL，所以FSBL大小要小于192KB。

其它说明：

  •  当从外部器件中启动为非加密模式时，才能使用JTAG进入调试模式

  •  直接在NOR or Quad-SPI中运行的FSBL必须为非加密模式

  •  FSBL大小要小于192KB，但是直接在flash器件（NOR or Quad-SPI）中直接运行的情况没有这个限制

  •  AES一次只能解密1Byte，所以PCAP在4个时钟周期内只能发送一个32bit数据（加密配置时）

SSBL

通常SSBL就是裸机程序，对于linux启动来说就是u-boot之类的bootloader。

对于没有使用PL部分的设计，即只把zynq当做普通ARM来使用，则完全可以不用FSBL，而通过BootROM直接加载裸机程序并运行（使用方式和注意事项请看“zynq的三种启动方式(JTAG,SD,QSPI)”）。

以上内容主要来源为UG585

编辑：hfy