在任何平臺(tái)上使用PetaLinux的先決條件

本文作者：AMD 工程師 Aravind Babu

本篇文章介紹了在任何平臺(tái)上使用 PetaLinux 的先決條件。PetaLinux 是一種嵌入式 Linux 軟件開(kāi)發(fā)套件 (SDK)，主要用于基于 FPGA 的系統(tǒng)級(jí)芯片 (SoC) 設(shè)計(jì)或 FPGA 設(shè)計(jì)。

安裝要求

工作站最低要求：

8 GB RAM（針對(duì) AMD 工具推薦的最低要求）

2 GHz CPU 時(shí)鐘或同等頻率（至少 8 核）

100 GB 可用 HDD 空間

支持的操作系統(tǒng)：

完全移除 RHEL 和 CENTOS，與上游 Yocto 保持一致

Ubuntu Desktop/Server 20.04.2 LTS、20.04.3 LTS、20.04.4 LTS、20.04.5 LTS（64 位）、20.04.6 LTS、22.04 LTS、22.04.1 LTS、22.04.2 LTS 和 22.04.3 LTS

OpenSuse Leap 15.3 和 15.4

AlmaLinux 8.7 和 9.1

主機(jī)包列表

PetaLinux 要求在 Linux 主機(jī)工作站上安裝標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)工具和庫(kù)，在 Linux 主機(jī)上安裝版本說(shuō)明中所列的庫(kù)和工具。

以下是在安裝 PetaLinux 之前，需要在主機(jī)上安裝的程序包列表：

https://adaptivesupport.amd.com/s/article/000036178?language=zh_CN

PetaLinux 安裝步驟

PetaLinux 工具要求您的主機(jī)系統(tǒng) /bin/sh 為“bash”。如果您使用 Ubuntu 發(fā)行版，并且您的 /bin/sh 為“dash”，請(qǐng)咨詢您的系統(tǒng)管理員，了解如何使用 sudo dpkg-reconfigure dash 命令來(lái)更改您的默認(rèn)系統(tǒng) shell /bin/sh。

您必須具有相應(yīng)的訪問(wèn)權(quán)，才能安裝版本說(shuō)明中所述的必備程序包。PetaLinux 工具需要以非 root 用戶的身份安裝。

可以從 PetaLinux 下載頁(yè)面下載 PetaLinux 安裝程序：

https://china.xilinx.com/support/download/index.html/content/xilinx/zh/downloadNav/embedded-design-tools.html

如果您在運(yùn)行安裝程序時(shí)未指定任何選項(xiàng)，則 PetaLinux 工具默認(rèn)安裝到當(dāng)前工作目錄中。

或者，您也可以指定安裝路徑。

例如，要將 PetaLinux 工具安裝到 /home//petalinux/ 中，請(qǐng)執(zhí)行以下操作：

注意：

您不能以 root 用戶身份安裝 PetaLinux。如果您試圖以 root 用戶身份運(yùn)行 PetaLinux 命令，則 BitBake 完整性檢查可能會(huì)失敗，這會(huì)導(dǎo)致無(wú)法繼續(xù)構(gòu)建。之所以執(zhí)行這項(xiàng)檢查，是因?yàn)橐?root 用戶身份運(yùn)行構(gòu)建非常危險(xiǎn)；如果任何構(gòu)建腳本誤將文件安裝到根路徑 (/) 而不是它本應(yīng)安裝到的路徑，則必須使安裝立即失敗，以免（在最壞的情況下）覆蓋對(duì) Linux 系統(tǒng)操作至關(guān)重要的文件，例如 /bin 或 /etc 中的文件。因此，不支持以 root 用戶身份運(yùn)行構(gòu)建。

一旦安裝完成，您就無(wú)法移動(dòng)或復(fù)制已安裝的目錄。在前述示例中，您無(wú)法移動(dòng)或復(fù)制 /home//petalinux/，因?yàn)橥暾窂酱鎯?chǔ)在 Yocto e-SDK 環(huán)境文件中。

安裝該軟件期間，確保您對(duì) /home//petalinux 有寫權(quán)限。安裝后，可以將權(quán)限更改為全局讀取-執(zhí)行 (0755)。將該工具安裝到 /home//petalinux 目錄并不是強(qiáng)制要求。您可以在具有 755 權(quán)限的任何位置安裝該工具。

PetaLinux 2024.1 僅適用于從 AMD Vivado Design Suite 2024.1 導(dǎo)出的硬件設(shè)計(jì)。

您的 PetaLinux 和 Vivado 設(shè)計(jì)應(yīng)始終使用相同版本。

PetaLinux 工作環(huán)境設(shè)置

在安裝之后，通過(guò) source 命令來(lái)運(yùn)行所提供的設(shè)置腳本，以便完成剩余的設(shè)置。

PetaLinux 工作環(huán)境設(shè)置步驟

使用 source 命令來(lái)運(yùn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)置腳本。PetaLinux 可以使用任何交互式 shell，示例如下：

以 Bash 作為用戶 shell：

settings.sh:

https://www.godaddy.com/forsale/settings.sh?utm_source=TDFS_BINNS2&utm_medium=parkedpages&utm_campaign=x_corp_tdfs-binns2_base&traffic_type=TDFS_BINNS2&traffic_id=binns2&

以 C shell 作為用戶 shell：

注意：從 2024.2 起，將棄用 PetaLinux settings.csh 支持。建議使用 bash 中的 settings.sh：

https://www.godaddy.com/forsale/settings.sh?utm_source=TDFS_BINNS2&utm_medium=parkedpages&utm_campaign=x_corp_tdfs-binns2_base&traffic_type=TDFS_BINNS2&traffic_id=binns2&

以下是第一次使用 source 命令運(yùn)行設(shè)置腳本時(shí)的輸出示例：

驗(yàn)證工作環(huán)境已設(shè)置完成：

echo $PETALINUX

輸出示例：/opt/pkg/petalinux

環(huán)境變量 $PETALINUX 應(yīng)指向 PetaLinux 的安裝路徑。根據(jù) PetaLinux 安裝路徑，輸出可能與本示例不同。

創(chuàng)建 PetaLinux 工程

使用 PetaLinux BSP 創(chuàng)建工程

1.切換至您要在其中創(chuàng)建 PetaLinux 工程的目錄。例如，如果您要在 /home/user 下創(chuàng)建工程，請(qǐng)運(yùn)行以下命令：

cd /home/user

2.在命令控制臺(tái)上運(yùn)行 petalinux-create 命令：

petalinux-create project -s

基于已安裝的 BSP 來(lái)引用開(kāi)發(fā)板。輸出如下：

在前述示例中，當(dāng)該命令運(yùn)行時(shí)，它會(huì)告訴您從 BSP 解壓并安裝工程。如果指定的位置在網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng) (NFS) 上，則會(huì)將工程的 TMPDIR 更改為 /tmp/。否則，指定的位置為 $PROOT/build/tmp。

請(qǐng)勿從本地文件系統(tǒng)創(chuàng)建到 NFS 文件系統(tǒng)的符號(hào)鏈接。您無(wú)法使用 NFS 在構(gòu)建中定位“tmp”目錄，此操作將失敗。

注意：在 NFS 上創(chuàng)建工程時(shí)，為了成功構(gòu)建工程，PetaLinux 要求 TMPDIR 上至少有 50 GB（至多 100 GB）的空間。

如果 /tmp/ 也在 NFS 上，則會(huì)拋出一個(gè)錯(cuò)誤。您可以在創(chuàng)建 PetaLinux 工程時(shí)使用以下命令更改 TMPDIR：

或者，您可以使用 petalinux-config > Yocto-settings 隨時(shí)創(chuàng)建或修改 TMPDIR。

切勿將兩個(gè)不同 PetaLinux 工程的 TMPDIR 配置為相同的位置，否則可能造成構(gòu)建錯(cuò)誤。切勿在工具安裝區(qū)創(chuàng)建 PetaLinux 工程，也不得將工具安裝區(qū)作為臨時(shí)構(gòu)建區(qū)使用。

如果 TMPDIR 位于 /tmp/..，則刪除工程并不會(huì)刪除 TMPDIR。要?jiǎng)h除 TMPDIR，請(qǐng)運(yùn)行 petalinux-build -x mrproper。

錯(cuò)誤日志：

使用 AMD Vivado Design Suite 配置硬件平臺(tái)

您可以使用 AMD Vivado Design Suite 創(chuàng)建硬件平臺(tái)。無(wú)論如何創(chuàng)建和配置硬件平臺(tái)，都需要設(shè)置少量的硬件 IP 和軟件平臺(tái)配置，使硬件平臺(tái)能隨時(shí)運(yùn)行 Linux。具體說(shuō)明如下：

AMD Zynq UltraScale+ MPSoC 和 AMD Versal 自適應(yīng) SoC

以下列出了 AMD Zynq UltraScale+MPSoC 和 AMD Versal 自適應(yīng) SoC 硬件工程啟動(dòng) Linux 的硬件要求：

至少 2 GB 的外部存儲(chǔ)器（必要）。

串行控制臺(tái) UART（必要）。

非易失性存儲(chǔ)器，如 QSPI 閃存和 SD/MMC。此存儲(chǔ)器是可選的，如果沒(méi)有此存儲(chǔ)器，則只有 JTAG 啟動(dòng)可正常工作。

以太網(wǎng)（可選，對(duì)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)必不可少）。

注意：如果使用帶中斷的軟核 IP 或帶中斷的外部 PHY 器件，請(qǐng)確保中斷信號(hào)已連接。

AMD Zynq 7000 器件

以下列出了 Zynq 7000 硬件工程啟動(dòng) Linux 的硬件要求：

一個(gè)三重定時(shí)器計(jì)數(shù)器 (TTC)（必要）。

注意：如果啟用多個(gè) TTC，則 Zynq 7000 Linux 內(nèi)核將使用來(lái)自設(shè)備樹的第一個(gè) TTC 塊。確保其他內(nèi)核不使用該 TTC。

至少 512 MB 的外部存儲(chǔ)器控制器（必要）。

串行控制臺(tái) UART（必要）。

非易失性存儲(chǔ)器，如 QSPI 閃存和 SD/MMC。此存儲(chǔ)器是可選的，但若不提供，那么只有 JTAG 啟動(dòng)可正常工作。

以太網(wǎng)（可選，對(duì)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)必不可少）。

注意：如果使用軟核 IP，請(qǐng)確保中斷信號(hào)已連接。如果使用帶中斷的軟核 IP 或帶中斷的外部 PHY 器件，請(qǐng)確保中斷信號(hào)已連接。

AMD MicroBlaze 處理器 (AXI)

以下列出了 MicroBlaze 硬件工程啟動(dòng) Linux 的要求：

IP 核檢查表：

外部存儲(chǔ)器控制器至少有 512 MB 存儲(chǔ)空間（必要）

帶中斷連接的雙通道定時(shí)器（必要）

串行控制臺(tái)帶中斷連接的 UART（必要）

非易失性存儲(chǔ)器，如線性閃存或 SPI 閃存（必要）

帶中斷連接的以太網(wǎng)（可選，但是網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)的必要條件）

MicroBlaze 處理器配置：

系統(tǒng)從非易失性存儲(chǔ)器啟動(dòng)時(shí)，MicroBlaze 處理器初始啟動(dòng)加載程序 fs-boot 至少需要 4 KB 的塊 RAM（用于并行閃存）和至少需要 8 KB 的塊 RAM（用于 SPI 閃存）。

注意：PetaLinux 僅支持 32 位 MicroBlaze 處理器。

導(dǎo)入硬件配置

導(dǎo)入硬件配置的步驟：

1. 使用 cd 導(dǎo)航到您的 PetaLinux 工程目錄。

cd

2. 使用以下任一方法，通過(guò) petalinux-config 命令導(dǎo)入硬件描述：

使用包含 XSA 文件的目錄路徑：

petalinux-config --get-hw-description

使用 XSA 文件路徑：

如果您在指定文件夾中有多個(gè) XSA 文件，則 petalinux-config 會(huì)拋出一個(gè)錯(cuò)誤。

為避免出現(xiàn)此類錯(cuò)誤，您可以按如下所示提供完整的 XSA 文件路徑：

petalinux-config --get-hw-description

注意：稍后如果更改中的 XSA 文件，會(huì)導(dǎo)致后續(xù)執(zhí)行 petalinux-config/petalinux-build 命令時(shí)都會(huì)出現(xiàn)“INFO: Seems like your hardware design:/system.xsa has changed”警告。這意味著您的 XSA 已發(fā)生更改。要使用最新的 XSA，請(qǐng)?jiān)俅芜\(yùn)行 petalinux-config --get-hw-description。這樣會(huì)啟動(dòng)頂層系統(tǒng)配置菜單。為 PetaLinux 工程運(yùn)行 petalinux-config --get-hw-description 命令時(shí)，該工具會(huì)檢測(cè)所導(dǎo)入的硬件設(shè)計(jì)中發(fā)生的更改，并啟動(dòng)該菜單。

圖：系統(tǒng)配置菜單

確保選定了“DTG Settings > (template) MACHINE_NAME”（DTG 設(shè)置 > (模板) MACHINE_NAME），并使用以下選項(xiàng)：

使用帶默認(rèn) BSP/硬件工程的 AMD 評(píng)估板時(shí)，將 BSP 設(shè)置保留為 AUTO。這樣會(huì)根據(jù)您的具體設(shè)計(jì)自動(dòng)確定 DTG 機(jī)器配置。

對(duì)于定制開(kāi)發(fā)板，請(qǐng)保留默認(rèn)值。

對(duì)于在 AMD 評(píng)估板上實(shí)現(xiàn)的定制硬件設(shè)計(jì)，請(qǐng)使用下表中的值。

表：BSP 和機(jī)器名稱

確保選中“Subsystem AUTO Hardware Settings”（子系統(tǒng)自動(dòng)硬件設(shè)置），然后進(jìn)入下圖所示的菜單：

圖：Subsystem AUTO Hardware Settings

“Subsystem AUTO Hardware Settings →”菜單支持定制系統(tǒng)級(jí)硬件設(shè)置。您可以選擇處理器、存儲(chǔ)體、串行控制臺(tái)或閃存。

構(gòu)建 PetaLinux 系統(tǒng)鏡像

使用 cd 導(dǎo)航到您的 PetaLinux 工程目錄。

cd

petalinux-build

此步驟會(huì)生成設(shè)備樹 DTB 文件、第一階段啟動(dòng)加載程序（適用于 AMD Zynq 7000 器件、AMD Zynq UltraScale+ MPSoC 和 AMD MicroBlaze）、PLM（適用于 AMD Versal 自適應(yīng) SoC）、PSM（適用于 Versal 自適應(yīng) SoC）和 TF-A（適用于 Zynq UltraScale+ MPSoC 和 Versal 自適應(yīng) SoC）、U-Boot、Linux 內(nèi)核、根文件系統(tǒng)鏡像和 U-Boot 啟動(dòng)腳本 (boot.scr)。

最后，它會(huì)生成必需的啟動(dòng)鏡像。