本文作者：AMD 工程師 Sowmya Ramakrishnan

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4.eMMC 器件燒錄

有多種受支持的方式可用于燒錄 eMMC 器件，包括使用 AMD Vivado IDE、使用 AMD Vitis GUI 或使用 U-Boot。

在通過(guò) Vivado 或 Vitis 燒錄 eMMC 之前不需要進(jìn)行分區(qū)，分區(qū)由該工具在后臺(tái)完成。

如果希望在燒錄之前手動(dòng)對(duì)器件進(jìn)行分區(qū)，可以通過(guò) Linux 來(lái)完成。下方提供了一個(gè)示例：

https://adaptivesupport.amd.com/s/article/000035921?language=zh_CN#format

Vivado 和 Vitis 使用相同實(shí)用工具 (program_flash) 來(lái)燒錄 eMMC 器件。

a. Vivado IDE

燒錄前，建議在 JTAG 模式下從零開(kāi)始重新上電啟動(dòng) (0000)。如果無(wú)法更改物理啟動(dòng)模式，則可運(yùn)行《器件燒錄/啟動(dòng)調(diào)試檢查表》中所談及的 versal_change_boot_mode.tcl 來(lái)通過(guò)軟件強(qiáng)制執(zhí)行 JTAG 啟動(dòng)模式。在其他啟動(dòng)模式下進(jìn)行燒錄可能導(dǎo)致意外失敗，AMD 對(duì)此不予支持。

器件燒錄/啟動(dòng)調(diào)試檢查表:

https://adaptivesupport.amd.com/s/article/000033254?language=zh_CN#CheckDeviceStatus

如需了解在 Vivado 中燒錄閃存器件的詳細(xì)步驟，請(qǐng)參閱 UG908 中的“燒錄配置存儲(chǔ)器器件”部分。

UG908:

https://docs.amd.com/r/en-US/ug908-vivado-programming-debugging/Programming-Configuration-Memory-Devices

要觀察燒錄過(guò)程和詳細(xì)日志，請(qǐng)從 Shell 或命令提示符打開(kāi) Vivado(在 Windows 中 -> CMD -> 導(dǎo)航到 Vivado 安裝文件夾 -> 啟動(dòng)二進(jìn)制文件)。Vivado 使用迷你 U-Boot 來(lái)燒錄閃存器件，U-Boot 日志會(huì)顯示在命令提示符窗口中。

Vivado 硬件管理器 GUI 用于添加和燒錄閃存器件，以及檢查啟動(dòng)后目標(biāo)器件的狀態(tài)。

打開(kāi) Vivado 硬件管理器并連接到 AMD Versal 自適應(yīng) SoC 器件。

添加 eMMC 是對(duì)其進(jìn)行燒錄的第一步。通過(guò)右鍵單擊 Versal 器件并選擇“Add Configuration Memory Device”(添加配置存儲(chǔ)器器件)來(lái)完成此操作。

選中 eMMC 閃存，該配置存儲(chǔ)器器件現(xiàn)已添加到硬件目標(biāo)。要繼續(xù)操作，Vivado 器件管理器會(huì)發(fā)出如下提示，詢(xún)問(wèn)您現(xiàn)在是否要對(duì)配置存儲(chǔ)器器件進(jìn)行燒錄：“Do you want to program the configuration memory device now?”。單擊“OK”(確定)以繼續(xù)。

“Files to load”(要加載的文件)：此處添加啟動(dòng)鏡像。這些啟動(dòng)鏡像可以使用 Vivado 或 Bootgen/Vitis(如果添加軟件分區(qū))來(lái)創(chuàng)建。

如果文件名不是推薦的“boot.bin”，Vivado 會(huì)發(fā)出警告。

要配置系統(tǒng)，就需要“Initialization PDI”(初始化 PDI)，隨后該工具才能訪問(wèn)并燒錄閃存。它等同于 AMD Zynq 7000 和 MPSoC 流程中的 FSBL.elf。建議使用小尺寸的簡(jiǎn)單 PDI。用戶(hù)可以使用來(lái)自 Vivado 的 PDI(無(wú)需 Vitis 添加的額外組件)作為初始化 PDI。

“Erase”(擦除)：擦除配置存儲(chǔ)器器件的內(nèi)容。

“Blank Check”(空白檢查)：檢查配置存儲(chǔ)器器件，確保燒錄前器件中不含數(shù)據(jù)。

“Program”(燒錄)：使用所選器件鏡像對(duì)配置存儲(chǔ)器器件進(jìn)行燒錄。

“Verify”(驗(yàn)證)：驗(yàn)證配置存儲(chǔ)器器件內(nèi)容與所選器件鏡像是否匹配。

單擊“OK”即可在配置存儲(chǔ)器器件上啟動(dòng)選擇操作。

使用 Vivado 燒錄閃存時(shí)如果遇到錯(cuò)誤該怎么辦?

發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，有 3 種日志有助于調(diào)試。

(1)來(lái)自 Vivado Tcl 控制臺(tái)的 log 日志

以下是由于在 RAW Boot 分區(qū)中加載大于 2MB 的文件而導(dǎo)致燒錄失敗的示例。

(2) U-Boot log 日志

(3)該日志來(lái)自于初始化 PDI 中的 PLM

閃存燒錄期間，首先運(yùn)行初始化 PDI。此 PDI 須正確執(zhí)行。如需了解如何收集此日志，請(qǐng)參閱《器件燒錄/啟動(dòng)調(diào)試檢查表》中的描述。

器件燒錄/啟動(dòng)調(diào)試檢查表:

https://adaptivesupport.amd.com/s/article/000033254?language=zh_CN#LoadingPDI

b. Vitis GUI

使用 Vitis GUI 燒錄 eMMC 閃存與上述 Vivado 方法十分相似。同樣建議使用 JTAG 模式執(zhí)行燒錄。同樣需要指定 2 個(gè) PDI 文件，分別在“Image File”(圖像文件)和“Init File”(初始化文件)中指定這些文件，如下所示。如需了解更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱 UG1400 的“閃存燒錄”部分。

UG1400 :

https://docs.amd.com/r/en-US/ug1400-vitis-embedded/Programming-Flash

打開(kāi) Vitis 工作空間

導(dǎo)航到“Vitis -> Program Flash”(Vitis > 閃存燒錄)

“Image File”(鏡像文件)：這是啟動(dòng)鏡像。

“Partition Type”(分區(qū)類(lèi)型)：選擇 fat32、raw-boot-1、raw-boot-2 或 raw-user。

“Init File”(初始化文件)：提供初始化文件路徑。

“Blank check after erase”(擦除后執(zhí)行空白檢查)：該選項(xiàng)將通過(guò)執(zhí)行空白檢查來(lái)驗(yàn)證是否已正確完成擦除操作。它會(huì)讀回內(nèi)容并檢查已擦除區(qū)域是否為空白。

“Verify after Flash”(燒錄后驗(yàn)證)：驗(yàn)證操作會(huì)與閃存燒錄操作進(jìn)行交叉檢查。該選項(xiàng)會(huì)讀回閃存內(nèi)容，并與燒錄后的數(shù)據(jù)進(jìn)行交叉檢查。

單擊“Program”(燒錄)并在“Output”(輸出)部分中觀察日志。

以下是燒錄 eMMC 的 FAT32 分區(qū)的示例。

使用 Vitis 燒錄閃存期間如果遇到錯(cuò)誤該怎么辦?

應(yīng)收集以下信息：

迷你 U-Boot log 日志 - Vitis 將自動(dòng)在控制臺(tái)上顯示 U-Boot 日志。

PLM log 日志。如需了解如何收集此日志，請(qǐng)參閱《器件燒錄/啟動(dòng)調(diào)試檢查表》中的描述。

重要：截至目前，2023.2 Vitis 僅支持將 eMMC 分區(qū) 0 燒錄為 FAT32 或 RAW-User。無(wú)法使用 Vitis 燒錄 RAW Boot 分區(qū) 1 和 2。(如果在 GUI 中選擇了 Boot 分區(qū) 1 或 Boot 分區(qū) 2，工具會(huì)自動(dòng)切換到 RAW-User)。此問(wèn)題正在調(diào)查中，因此建議使用 Vivado 或 U-Boot 來(lái)燒錄 eMMC RAW Boot 分區(qū) 1 和 2。

c. U-Boot

U-Boot 也可用于燒錄 eMMC。啟動(dòng)進(jìn)入 U-Boot 后，用戶(hù)可以使用多條 U-Boot 命令來(lái)燒錄器件。這些命令包括 mmc part、mmc erase、mmc write、fatwrite 等。下方提供了一些常見(jiàn)示例。

https://adaptivesupport.amd.com/s/article/000035921?language=zh_CN#commands

啟動(dòng)進(jìn)入 U-Boot。如果采用 AMD 參考板，那么您可使用下方針對(duì)您的工具版本提供的預(yù)構(gòu)建鏡像。如果采用定制開(kāi)發(fā)板，那么您需要構(gòu)建鏡像。建議使用 PetaLinux 工具來(lái)生成鏡像。UG1144 包含有關(guān)如何生成此處使用的 BOOT.BIN 文件的詳細(xì)步驟。

https://xilinx-wiki.atlassian.net/wiki/spaces/A/pages/18842316/Linux+Prebuilt+Images

UG1144：

https://docs.amd.com/r/en-US/ug1144-petalinux-tools-reference-guide/Setting-Up-Your-Environment

請(qǐng)確保器件采用的是 JTAG 啟動(dòng)模式。如果無(wú)法更改物理啟動(dòng)模式，則可運(yùn)行《器件燒錄/啟動(dòng)調(diào)試檢查表》中所談及的 versal_change_boot_mode.tcl 來(lái)通過(guò)軟件強(qiáng)制執(zhí)行 JTAG 啟動(dòng)模式。

器件燒錄/啟動(dòng)調(diào)試檢查表：

https://adaptivesupport.amd.com/s/article/000033254?language=zh_CN#CheckDeviceStatus

連接到終端中的器件 PS COM 端口。在 XSCT 中，導(dǎo)航到正確的目錄，并執(zhí)行以下命令：

xsct% device program BOOT.BIN

您應(yīng)可在 UART 控制臺(tái)終端中看到器件啟動(dòng)進(jìn)入 U-Boot。

下面顯示了在 eMMC 器件的 RAW Boot 分區(qū) 1 中燒錄啟動(dòng)鏡像的示例。

在 XSCT 終端上，使用以下命令將啟動(dòng)鏡像寫(xiě)入 DDR：

xsct% targets -set -nocase -filter {name =~ "Versal *"}xsct% dow -data -force BOOT.bin 0x70000000

在 U-Boot 提示符處，執(zhí)行以下命令：

mmc info - 顯示 eMMC 器件信息

part list mmc 0 - 列出 eMMC 器件 0 中的現(xiàn)有分區(qū)

mmc dev 0 0 - 選擇要切換到并對(duì)其進(jìn)行操作的 mmc 器件。在此例中，已選中 mmc 器件 0 和分區(qū) 0

mmc erase 0 0x4000 - 擦除 RAW user 分區(qū)中的扇區(qū)

mmc dev 0 1 - 已選中 mmc 器件 0 和分區(qū) 1

mmc erase 0 0x4000 - 擦除 RAW Boot 分區(qū) 1 中的扇區(qū)

mmc write 70000000 0 - 將指定扇區(qū)從 DRAM 寫(xiě)入 mmc

mmc dev 0 2 - 已選中 mmc 器件 0 和分區(qū) 2

mmc erase 0 0x4000 - 擦除 RAW Boot 分區(qū) 2 中的扇區(qū)

將啟動(dòng)模式切換至 eMMC 并通過(guò)給開(kāi)發(fā)板掉電并重新上電或者發(fā)出 POR 來(lái)復(fù)位系統(tǒng)。以下提供了將啟動(dòng)模式更改為 eMMC 的腳本。它對(duì) versal_change_boot_mode.tcl 作了些許修改。

5.以 eMMC 模式啟動(dòng)

此時(shí)，閃存燒錄已經(jīng)過(guò)調(diào)試，您可以相信閃存已燒錄完成并且已準(zhǔn)備好啟動(dòng)。

首先，將啟動(dòng)模式切換至 eMMC (0110)。建議更改物理 MODE 管腳。您也可以使用以下腳本來(lái)將啟動(dòng)模式強(qiáng)制更改為 eMMC。

隨后，您可給系統(tǒng)上電，這樣 Versal 器件將嘗試從 eMMC 啟動(dòng)。

啟動(dòng)期間如果遇到錯(cuò)誤該怎么辦?

提交技術(shù)支持 case 時(shí)，請(qǐng)?zhí)峁┮韵滦畔ⅲ@些信息至關(guān)重要：

錯(cuò)誤狀態(tài)日志。可在 Vivado 硬件管理器或 XSCT 中收集這些日志。

JTAG 狀態(tài)日志?？稍?Vivado 硬件管理器或 XSCT 中收集這些日志。

PLM 日志。此日志可從 UART 控制臺(tái)或 XSCT 中收集，欲知詳情，請(qǐng)參閱《器件燒錄/啟動(dòng)調(diào)試檢查表》中的描述。

請(qǐng)參閱《器件燒錄/啟動(dòng)調(diào)試檢查表》以獲取錯(cuò)誤狀態(tài)日志和 JTAG 狀態(tài)日志的兩種收集方法的示例。

器件燒錄/啟動(dòng)調(diào)試檢查表:

https://adaptivesupport.amd.com/s/article/000033254?language=zh_CN#CheckDeviceStatus

如需了解有關(guān) JTAG_STATUS 寄存器和 ERROR_STATUS 寄存器的詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱 AM011 的“測(cè)試和調(diào)試”章節(jié)。

AM011:

https://docs.amd.com/r/en-US/am011-versal-acap-trm/Test-and-Debug?tocId=S1ymOrXeGoLR023M1PAtYw

識(shí)別啟動(dòng)失敗時(shí)所處的階段非常重要。是 BootROM 執(zhí)行失敗?還是 PLM 執(zhí)行失敗?

請(qǐng)參閱“啟動(dòng)錯(cuò)誤示例”部分，獲取 BootROM/PLM 錯(cuò)誤示例和解碼策略。

https://adaptivesupport.amd.com/s/article/000035928?language=zh_CN#error

如果您當(dāng)前使用的是 AMD 參考板，運(yùn)行下方提供的預(yù)構(gòu)建鏡像可能會(huì)有所幫助。

https://xilinx-wiki.atlassian.net/wiki/spaces/A/pages/18842316/Linux+Prebuilt+Images

如果懷疑啟動(dòng)鏡像中的任意分區(qū)損壞，那么對(duì)可疑分區(qū)添加校驗(yàn)和可能會(huì)有所幫助。

下方提供了 eMMC 啟動(dòng)期間常見(jiàn)的 BootROM 和 PLM 錯(cuò)誤的參考資料 。

https://adaptivesupport.amd.com/s/article/000035921?language=zh_CN#error

6.啟動(dòng)錯(cuò)誤示例

BootROM 和 PLM 錯(cuò)誤的示例及其解碼方法：

BootROM 錯(cuò)誤

請(qǐng)參閱 AM011 中的“BootROM 錯(cuò)誤代碼表”參考資料來(lái)進(jìn)行錯(cuò)誤解碼。

AM011：

https://docs.amd.com/r/en-US/am011-versal-acap-trm/BootROM-Error-Code-Table

場(chǎng)景 1：未連接 eMMC 啟動(dòng)模塊，以 eMMC 模式啟動(dòng)。

Vivado 硬件管理器寄存器列表：

在此 BootROM 故障示例中，BOOTROM FIRST ERROR 是十六進(jìn)制 0x22b。

請(qǐng)參閱該表格，發(fā)生的錯(cuò)誤如下。

BootROM 錯(cuò)誤可能與硬件問(wèn)題(如電源)有關(guān)。請(qǐng)務(wù)必遵循上述步驟中的所有要求以及PDM 工具中的建議來(lái)進(jìn)行操作。

PDM 工具：

https://www.amd.com/zh-cn/products/software/adaptive-socs-and-fpgas/power-design-manager.html

場(chǎng)景 2：閃存燒錄操作中途中止，從 eMMC 啟動(dòng)

PLM 錯(cuò)誤

XXXX - 重大錯(cuò)誤代碼 - xplmi_status.h 中定義的 PLM/LOADER/XPLMI 錯(cuò)誤代碼。

場(chǎng)景 3：eMMC 閃存中未燒錄任何鏡像。

UART 控制臺(tái)：

在以上 PLM 錯(cuò)誤示例中，PLM MAJOR ERROR 是十六進(jìn)制 0x31D。請(qǐng)參閱代碼，發(fā)生的錯(cuò)誤如下。

如果遇到 PLM 錯(cuò)誤，通常表示硬件正常。如果您使用 PetaLinux 來(lái)開(kāi)發(fā)嵌入式操作系統(tǒng)組件，并且錯(cuò)誤發(fā)生在 ATF、U-Boot 或 Linux 中，那么最好調(diào)查一下 PetaLinux 組件，可能會(huì)有所幫助。如需了解更多信息，請(qǐng)參閱 UG1144。

7.結(jié)論

本篇博文中提供的指導(dǎo)信息演示了一種全面的方法用于理解、配置 Versal 中的 eMMC 燒錄/啟動(dòng)流程并對(duì)其進(jìn)行故障排除。