Zynq® UltraScale+™ MPSoCにおける U-bootを使ってeMMCデバイスを書き込む方法（JTAG編）

2021/11/10

技術情報

Zynq® UltraScale+™ MPSoCにおける U-bootを使ってeMMCデバイスを書き込む方法（JTAG編）

このブログは「FPGA設計ブログ一覧」の
5. プログラミング（FPGAへの書き込み）の
ひとつです。

はじめに

皆さんこんにちは。
今日は、Zynq® UltraScale+™ MPSoCにおいて、eMMCデバイスからPetaLinuxツールをBOOTするとき、U-bootを使ってeMMCデバイスを書き込む方法を紹介します。

eMMCデバイスは、フラッシュメモリーを基本としたストレージのことでembedded MultiMediaCardの略です。

前提条件: Vivado® Design Suite のFPGA設計方法およびPetaLinuxツールのBuild方法はここでは割愛し、eMMCデバイスの書き込み手順を説明します。

必要機材

必要機材は以下のとおりです。

Zynq® UltraScale+™ MPSoC搭載基板一式
LINUX HOST PC
プラットフォームケーブル USB II（XILINX社）
Uart cable

Zynq® UltraScale+™ MPSoC搭載基板

例：「So-One KIT」
So-One KITは、Carrier BoardにPALTEKで開発した組み込みFPGAエッジコンピューティング「So-Oneモジュール」を搭載した2段構成となっているオリジナルFPGA評価ボードです。

https://www.paltek.co.jp/design/original/so-one/index.html

書き込み手順

下記4つのSTEPになります。

STEP 1Creating a Xilinx bootable image

STEP 2Creating the emmc.img

STEP 3Programming the emmc.img on the eMMC device

STEP 4Boot Linux from the eMMC device

書き込みの詳細コマンド：

各STEPの手順、特にeMMCデバイスの書き込み詳細手順は下記の通りになります。

STEP 1　Creating a Xilinx bootable image（前提条件）

Vivado® Design Suite とPetaLinuxツールを使って、BOOT.bin と Image.ubを生成します。この作業については前提条件として、詳しい説明はここでは割愛します。

手順については(UG1137) Zynq® UltraScale+™ MPSoC Software Developer Guideをご参照ください。

STEP 2　Creating the emmc.img

LINUX HOST PCを用いて、STEP１で生成したBOOT.bin と Image.ubから、eMMCデバイス書き込みIMGを生成し、LINUX HOSTから下記のコマンドを実行します。

dd if=/dev/zero of=emmc.img bs=512 count=65536
sudo parted emmc.img mktable msdos
sudo parted emmc.img mkpart p fat32 0% 100%
sudo kpartx -a emmc.img
sudo mkfs.vfat /dev/mapper/loop0p1
sudo mount /dev/mapper/loop0p1 /mnt/sata/
sudo cp BOOT.bin /mnt/sata/BOOT.bin
sudo umount /dev/mapper/loop0p1
sudo kpartx -d emmc.img

これで、eMMCデバイスの書き込みIMGファイル、emmc.imgが生成されます。

STEP 3　Programming the emmc.img on the eMMC device

3-1)プラットフォームケーブル USB II とUart cableを接続します。
3-2)Boot in JTAG boot mode (Mode Pins[3:0] = 0x0)
3-3)Using XSDB to download u-boot and emmc.img
XSDBで下記のコマンドを実行します。

connect
exec sleep 4
targets -set -filter {name =~ "PSU"}
# write bootloop and release A53-0 reset
mwr 0xffff0000 0x14000000
mwr 0xFD1A0104 0x380E
exec sleep 1
# download and run FSBL
targets -set -filter {name =~ "Cortex-A53 #0"}
# downloading FSBL
dow zynqmp_fsbl.elf
con
exec sleep 4
stop
exec sleep 1
mwr 0xFF18031C 0x64406440
mwr 0xFF180314 0x01150000
mwr 0xFF180318 0x00450043
exec sleep 1
dow u-boot.elf
dow bl31.elf
dow -data emmc.img 0x8000                 
con

＃ここまではXSDBで実行する、下記3-4)はUart（u-boot prompt）で実行します。

3-4)Programming steps from u-boot prompt:
u-boot promptで下記のコマンドを実行します。

mmcinfo
mmc write 8000 0 10000

Note: The First entry is the address, the last entry is $filesize/512

3-5)Verification steps from the u-boot prompt:

mmc rescan
mmc part

*********** Output Example ****************
Partition Map for MMC device 0 -- Partition Type: DOS
Part	Start Sector	Num Sectors	UUID	Type
1	1	65535	000cbbb0-01	0c