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Ryota Shioya edited this page Mar 11, 2023 · 4 revisions

ZYNQ むけ Linux 経由の RSD 構築方法 簡易版

0. 環境構築

  1. ここ を参照して，必要なツールをインストールしてください
    • "Boot on Xilinx Zynq FPGA boards" のパートが必須です
    • Vitis 2019.2 のインストールなどを含みます
  2. ここ を参照して，環境変数を設定してください
    • "Boot on Xilinx Zynq FPGA boards" のパートが必須です
    • 特に，RSD_VIVADO_BIN/RSD_ARM_LINUX 環境変数を設定しておくこと
  3. （オプションですが推奨）Synopsys Synplifyをインストール
    • Synplify のネットリストを使用した合成と Vivado のみを使用した合成のどちらかを選択できます
    • Synplify+Vivado の方が Vivado のみの場合よりも動作周波数は大きく向上します（典型的には倍程度）

1. Vitis と Vivado の環境変数の設定

source /<path_of_Xilinx>/Vitis/2019.2/settings64.sh

2. ターゲットボードの設定

  • Processor/Src/Makefiles/Vivado.inc.mk をエディタで開き，TARGET_BOARD 変数を設定する．
  • 注：以降の説明は，TARGET_BOARD に ZedBoard が設定されているものとして行う．

3. (オプション) Synplify を使用して RSD のネットリスト・ファイル (rsd.vm) を生成

VivadoのみでRSDを合成する場合は，この手順は不要です

  1. Synplify で Processor/Project/Synplify/ver2017-03.prj を開く．
  2. プロジェクト内で "ZedBoard" を選択し，"Run" をクリック.
  3. 合成がうまくいくと, Project/Synplify/ZedBoard/ に rsd.vm が生成される．

4. 必要なものをすべてbuild

  • $(RSD_ROOT)/Processor/Src に移動し、以下のいずれかのコマンドを実行してください。
    • Vivado のみで合成する場合 
      Make -f Makefile.vivado.mk xilinx-arm-linux
    • Synplifyで生成したネットリストを用いて合成を行う場合 
      make -f Makefile.synplify.mk xilinx-arm-linux
    • *一度 Vivado/Synplify で合成を行った後に合成系を切り替える場合は必ず vivado-clean を実行すること * 
      make -f Makefile.vivado.mk vivado-clean
make -f Makefile.synplify.mk vivado-clean
  • これらのコマンドにより、$(RSD_ARM_LINUX)/boot に以下のファイルが生成されます
    • Zynq PS 用の ARM Linux カーネル (uImage)
    • ARM Linux カーネル用デバイスツリー (devicetree.dtb)
    • RSD ビットストリームファイルを含むブートイメージ (boot.bin)
    • Zynq PS 用 Debian rootfs (ROOTFS.tar.gz) も $(RSD_ARM_LINUX) にダウンロードされます
  • 備考
    • このステップはマシンやネットワークの速度によって，数分から数時間かかる場合があります
    • 一部の Xilinx ツールは GUI 環境がある場合のみ起動出来ます．うまく行かない場合は GUI から上記の Make を実行してください．
  • 新しいソースファイルをVivadoプロジェクトに追加する場合は，ここ の "Add New Files into Project" を参照してください

5. Debianの解凍

  • "$(RSD_ARM_LINUX)/ROOTFS.tar.gz" を解凍
  • インストール対象のシステムをいじるため，この解凍は root 権限で行う必要がある
  • NFS 上などで root 権限ではうまく展開できない場合は /dev/shm 上にディレクトリを掘って使うと良い
    • /dev/shm はメモリ上の仮想ディスク

6. arm-linuxのIPアドレスの設定

  • $(RSD_ARM_LINUX)/ROOTFS/etc/network/interfacesを編集
  • 以下は192.168.1.83に設定する場合のファイル内容の例．適宜変更
auto lo
iface lo inet loopback
auto eth0
iface eth0 inet static
address 192.168.1.83
netmask 255.255.255.0
gateway 192.168.1.1
dns-nameservers 192.168.1.2

7. SDカードの準備

  • 高速な16GB>=のSDカードを推奨します
  • root 権限が必要です
  1. SD カードのデバイス名を確認 
    lsblk
    • 以下では /dev/sdd を SD カードのデバイスとして説明します
  2. パーティションの作成 * 
    # 以下は fdisk コマンド内の操作は「;」で区切っており，一つずつ実行する
lsblk       # SDカードディレクトリの確認
sudo fdisk /dev/sdd         # (sdd は例) sdd は先ほど確認した SD カードデバイス
d                           # すべてのパーティションの削除（削除されるまで d を繰り返す）
n; p; 1; Enter; +1024M;     # 第一パーティションの設定（「;」のところで実際にはエンターを押す）
n; p; 2; Enter; Enter;      # 第二パーティションの設定
t; 1; b;    # 第一パーティションをFAT32(Win95)に設定
a; 1;       # ブート可能フラグの設定
w           # SDに反映
# 出来ない場合は再度 sudo fdisk /dev/sdd して w
  3. パーティションのフォーマット 
    # http://marsee101.blog19.fc2.com/blog-entry-2818.html
sudo mkfs.msdos -n BOOT /dev/sdd1       
# http://marsee101.blog19.fc2.com/blog-entry-2929.html
sudo mkfs.ext4 -L ROOTFS /dev/sdd2
  4. 必要なファイルのコピー 
    mkdir BOOT_MNT  # SD カードのパーティションをマウント
mkdir ROOTFS_MNT
sudo mount /dev/sdd1 BOOT_MNT
sudo mount /dev/sdd2 ROOTFS_MNT
# ROOTFS を /dev/shm に展開した場合の例
sudo cp -R /dev/shm/ROOTFS/* ROOTFS_MNT
sudo cp ${RSD_ARM_LINUX}/boot/devicetree.dtb BOOT_MNT
sudo cp ${RSD_ARM_LINUX}/boot/uImage BOOT_MNT
sudo cp ${RSD_ARM_LINUX}/boot/boot.bin BOOT_MNT
# きちんと umount しないとコピーが反映されない可能性があるので注意！
sudo umount BOOT_MNT
sudo umount ROOTFS_MNT

8. ZedBoard に SD を入れて起動

  • 設定した IP アドレスに ssh アクセスして root でログインして作業
    • ユーザー名: root
    • パスワード: rsd
  • 起動出来ない場合は USB-UART の出力を確認する
    • Windows の場合は UART を USB で接続して TeraTerm でシリアルポートに接続する
    • Linux の場合は minicom -D /dev/ttyACM0 -b 115200
    • Baud rate は 115200

9. プログラムローダーを scp で転送・コンパイル

  1. $(RSD_ROOT)/Processor/Project/Vivado/ARM_Linux/ProgramLoader/loader.c を scp 等で ZedBoard 上の Debian に転送
  2. loader.cをコンパイル

10. 実行するバイナリの転送と実行

  1. 実行したいプログラムの code.hex を scp で ZedBoard 上の Debian に転送
    • 自身で書いたプログラムを走らせる場合は ここ を参考に
  2. ZedBoard 上の Debian で以下を実行 
    # "byte size of code.hex" はバイナリ時のサイズであり，code.bin のサイズに一致
# 現在は 98304
./loader <path of code.hex> <byte size of code.hex>

11. 再合成時の実行方法

  1. ローカルで RSD ビットストリームファイルを含むブートイメージ（boot.bin）を再生成 
    make -f Makefile.(synplify|vivado).mk xilinx-arm-linux
  2. Zynq 側で BOOT パーティションをマウント 
    mkdir boot
mount /dev/mmcblk0p1 boot
  3. SCP 等で boot.bin を Zynq に転送
    • boot.bin は ${RSD_ARM_LINUX}/boot/boot.bin/boot.bin にある
    • 先ほどマウントした boot 内の boot.bin を上書きする
  4. リブートする 
    shutdown -r now

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