在Ubuntu20.04下安装、测试PetaLinux

PetaLinux是Xilinx公司推出的嵌入式Linux开发套件，包括了Linux Kernel、u-boot、device-tree、rootfs等源码、库，以及Yocto recipes，可以让客户很方便的生成、配置、编译及自定义。PetaLinux支持Zynq UltraScale+ MPSoC、Zynq-7000全可编程SoC，以及MicroBlaze，可与Xilinx硬件设计工具Vivado协同工作，简化了Linux系统的开发工作。

使用PetaLinux工具，开发人员可以定制u-boot、Linux内核或Linux应用，开发者还可以通过网络或JTAG在随附的全系统仿真器 (QEMU) 或物理硬件上添加新的内核、器件驱动程序、应用和库，以及启动并测试软件协议栈，完成从系统启动到执行的所有操作。在主机端提供的PetaLinux工具包括：

命令行界面
应用、器件驱动程序、库生成器以及开发模板
可引导的系统镜像生成器
调试代理程序
GCC工具集
集成的QEMU全系统仿真器
自动化工具
支持Xilinx系统调试器

参考文档：ug1144-petalinux-tools-reference-guide

安装必要的库和程序

Xilinx网站页面最下方的“2021.2_PetaLinux_Package_List.xlsx”文件内说明了针对不同Linux发行版所需库及其版本。

sudo apt-get install iproute2 gawk python3 python build-essential gcc git make net-tools libncurses5-dev tftpd zlib1g-dev libssl-dev flex bison libselinux1 gnupg wget git-core diffstat chrpath socat xterm autoconf libtool tar unzip texinfo zlib1g-dev gcc-multilib automake zlib1g:i386 screen pax gzip cpio python3-pip python3-pexpect xz-utils debianutils iputils-ping python3-git python3-jinja2 libegl1-mesa libsdl1.2-dev pylint3

修改默认终端为bash
```
sudo dpkg-reconfigure dash
```
选择No
TFTP安装(非必须)，参考https://www.cnblogs.com/5201351/p/4934625.html
```
sudo mkdir -p /tftpboot
sudo chown -R $(whoami):$(whoami) /tftpboot
```
PetaLinux可在Xilinx官网免费下载，这里以2021.2为例，注意这里安装的版本要和Vivado的版本一致（包括子版本号）。
```
sudo mkdir -p /opt/xilinx/petalinux/2021.2
sudo chown -R $(whoami):$(whoami) /opt/xilinx/petalinux/2021.2/
./petalinux-v2021.2-final-installer.run --dir /opt/xilinx/petalinux/2021.2
```
注意安装不需要管理员权限。
配置PetaLinux 工作环境，在~/.bashrc中加入
```
source /opt/xilinx/petalinux/2021.2/settings.sh
```
最后通过
```
echo $PETALINUX
```
验证安装。

使用PetaLinux进行离线编译

由于PetaLinux编译时需要下载很多依赖文件，由于网络的原因很容易导致失败，以2021.2为例整理了一下如何离线编译。

到官网下载aarch64 sstate-cache和downloads文件并解压。
配置本地downloads
在使用petalinux-config命令进入配置界面时，进入菜单“Yocto Settings ->Add pre-mirror url” 里，以file://格式提供上述download目录，比如“file:///opt/xilinx/petalinux/2021.2/downloads"
配置sstate
选择Yocto Settings -> Local sstate feeds settings，填入aarch64 sstate-cache解压后的所在目录<your path>/aarch64，这里不需要使用file://格式。
设置离线编译（非必须）
进入菜单“Yocto Settings -> [] BB NO NETWORK”，按空格键，选择“BB NO NETWORK”。
设置后，可以到build/conf/plnxtool.conf文件检查配置参数。

补充（非必须）
本地download也可以通过在文件project-spec/meta-user/conf/petalinuxbsp.conf里添加下列行设置。

PREMIRRORS_prepend = "\
git://.*/.*  file://<your path>/downloads/ \
ftp://.*/.* file://<your path>/downloads/ \
http://.*/.* file://<your path>/downloads/ \
https://.*/.* file://<your path>/downloads/ \
"

使用PetaLinux

新建PetaLinux工程，这里以ZCU102开发板为例，这里使用板级支持包BSP创建工程zcu102。
```
petalinux-create -t project -s <your path>/xilinx-zcu102-v2021.2-final.bsp -n zcu102
cd zcu102
```
导入硬件信息
注意：2019 年前的版本使用system.hdf 文件，而以后的版本使用system.xsa 文件，这需要将老版本的项目转换称为新版本的项目，或者重新建立一个vivado工程，File- ->Export–>Export Hardware，产生xsa 文件。
```
petalinux-config --get-hw-description <PATH-TO-XSA-FILE>
```
出现system configuration menu，可参考前文配置离线编译
构建Image
```
cd build
petalinux-build
```
经过较长时间等待后，images/linux文件夹产生bl31.elf，Image，pmufw.elf，u-boot.bin，zynqmp_fsbl.elf等文件。

产生Boot Image

cd ..
petalinux-package --boot --u-boot --force

复制文件到SD卡
如需格式化SD，划分出两个分区，boot分区（500MB~1GB）和root分区。boot分区使用FAT32格式化，root使用ext4格式化，流程参考这里，SD卡在我的电脑上SD卡被识别到/dev/mmcblk0。
- 复制images/linux或pre-built/linux/images/文件夹下的BOOT.BIN，image.ub，boot.scr文件到boot分区根目录。其中pre-built/linux/images是来自Xilinx BSP的测试过的文件. images/linux是根据用户自定义，经过petalinux编译过的文件。
- 复制文件系统到root分区
```
dd if=.images/linux/rootfs.ext4 of=/dev/mmcblk0p2
```
开发板插入SD，检查拨码开关SW6（On，Off，Off，Off），连接USB串口，上位机打开串口工具（如Putty），设置115200波特率。开发板上电后，查看串口输出。

关于SD卡

如遇如下报错：

blk_update_request: I/O error, dev mmcblk0, sector 4210690 op 0x1: (WRITE) flags 0x800 phys_seg 1 prio class 0
Buffer I/O error on dev mmcblk0p2, logical block 0, lost sync page write
EXT4-fs (mmcblk0p2): I/O error while writing superblock
EXT4-fs (mmcblk0p2): mount failed
VFS: Cannot open root device "mmcblk0p2" or unknown-block(179,2): error -5

可能是读写超时，需要更换其他SD卡，解释参考这个网站

这里对市面上常见的SD和TF卡（microSD+卡套）在zcu102上进行了测试，结果如下：

名称	型号	测试
SanDisk Ultra，闪迪至尊高速™ SD™ 存储卡 16GB	SDSDUNB-016G-ZN3IN	通过
SanDisk Ultra，闪迪至尊高速™ SD™ 存储卡 32GB	SDSDUNB-032G-ZN3IN	通过
SanDisk Extreme，闪迪至尊极速™ SD™ UHS-I 存储卡 64GB	SDSDXV6-064G-ZNCIN	通过
SanDisk Ultra，闪迪至尊高速™ microSD 16GB	SDSQUNC-016G-ZN3MN	未通过
SanDisk Extreme，闪迪至尊极速移动™ microSDXC™ UHS-I 存储卡 32GB	SDSQXNE-032G-ZN6MA	未通过
SanDisk Extreme PRO，闪迪至尊超极速移动™ microSDXC™ UHS-I 存储卡 32GB	SDSDQXP-032G-Z46A	通过
SanDisk HIGH ENDURANCE，闪迪® 高耐用 microSD™ 存储卡 32GB	SDSQQNR-032G-ZN6IA	通过
SanDisk MAX ENDURANCE，闪迪™专业级高耐用 microSD™ 存储卡 32GB	SDSQQVR-032G-ZN6IA	通过

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