MicroBlaze处理器的PetaLinux操作系统移植

作者：时间：2011-04-15 来源：网络收藏

2．2 建立硬件平台
PetaLinux为每个应用工程建立一个文件夹，里面保存该工程的硬件配置。在移植PetaLinux时，只需选择相应的硬件平台，内核就会读取该工程文件夹下的配置文件。使用PetaLinux-new-platform命令建立硬件平台，如果使用MMU(虚拟内存管理单元)，则在此命令后添加-m选项。硬件平台建立起来后，运行make menuconfig命令，在Vendor／Product Seletion选项中，选择该硬件平台。
另外，还需将在EDK下生成的配置文件转换成Linux操作系统可以识别的格式。在工程文件夹下运行PetaLinux-copy-autoconfig命令，自动完成格式转换，并拷贝配置文件到已选择的工程文件夹下。
2．3 添加自定义设备驱动
本系统自定义了IP核，因此必须开发驱动程序并将其添加到PetaLinux配置中。添加自定义设备驱动主要步骤如下：
①在平台配置目录下Makefile文件中添加语句platobj-$(CONFIG_PETALOGIX_DDC)+=ddc．o和$(obj)／ddc．o：．config使设备初始化函数ddc．C与内核配置相关联；
②在驱动程序所在目录下的Makefile文件中添加obj-$(CONFIG_PETALOGIX_DDC)+=ddc_adapter．o使设备驱动程序ddc_adapter．c与内核配置相关联；
③修改设备驱动程序所在目录下的Kconfig文件，使配置内核时可以选择该设备驱动，并添加以下语句：

通过以上文件的修改，就可以在配置PetaLinux内核时选择自定义的设备驱动。
2．4 配置PetaLinux内核
由于Linux内核的可裁减性，能够方便地对内核进行修改、裁减、编译，最终移植到一个嵌入式系统中。运行图形编辑工具make menuc-onfig命令，对内核和系统环境进行配置。
在内核配置的设备驱动选项中，一定要选择与系统硬件配置一致的硬件设备驱动，否则内核编译时就会出错。针对本系统的硬件配置，主要配置以下几项驱动：
①[Block devices]块设备。选择Xilinx SystemACEsupport。
②[Misc device]混杂设备。选择FSL FIFO driver，然后进入FSL Channel Selection，选择FIFO on FSLO，并选择自添加设备驱动Pet-aLogix DDC101 Driver。
③[Network device support]网络设备。选择Ethernet(1000Mbit)子菜单中的Xilinx 10／100／1000 LLTEMAC support。
④[Character devices]字符设备。选择Serial drivers子菜单中的8250／16550 and compatible serial support和Console on 8250／16550 and compatible serial port。
文件系统选项中，默认选择了ext2、romfs和cramfs文件系统，其他文件系统可以根据需要自行选择。本系统需要挂载DOS文件系统的CF卡，因此进行以下配置：
①[DOS／FAT／NT Filesystems]。选择MSDOS fssupport。
②[Native Language Support]。选择Codepage 437(United States，Canada)。
内核配置中的其他配置可以根据目标系统的不同灵活配置，配置完成后保存退出，自动进入系统环境配置菜单。系统环境配置是对Peta-Linux的属性、命令进行配置，主要有以下几个选项：
①[System Settings]系统设置。配置系统的网络地址、默认用户名、默认登陆密码和所用根文件系统等内容。
②Core Applications]内核应用。主要配置内核的常用特性。
③[Network Applications]网络应用。配置网络应用时的相关命令。
④[Miscellaneous Applications]混杂应用。配置系统内核中的命令。
⑤[BusyBox]。配置系统内核中的命令。
PetaLinux已经设置好了编译规则，因此配置完成后，依次执行命令make dep、make clean、make all，建立文件依赖关系，清除旧的文件，编译内核，生成内核image。

3 PetaLinux启动方案
经过编译的PetaLinux内核image文件主要有image．bin、image．elf、image．ub。根据选择image文件的不同，PetaLinux有4种启动方案：XMD下载启动、TFTP网络下载启动、Flash启动和SysACE CF卡启动。其中，XMD和TFTP网络下载启动方案，在每次系统上电后都必须重新下载，适用于系统调试；Flash启动方案在系统上电后自动从Flash中读取配置文件，但Flash烧写速度较慢，更改系统配置较为不便。因此，本系统选用SysACECF卡启动方案。
使用SysACE CF卡启动PetaLinux，先将硬件比特流文件和image．elf制作成ACE文件，再复制到CF卡中，配置CF卡启动PetaLinux。制作ACE文件，可在EDKShell窗口运行命令：
xmd-tcl genace．tcl(命令工具)
-jprog-board m1402(所需的开发板)
-hw implementation／download．bit(生成的比特流文件)
-elf image．elf(编译Linux内核生成的可执行网表文件)
-ace system．ace(需生成的ACE文件)
成功后，适合于ML-402开发板的ACE文件就生成了。
Linux运行需要根文件系统的支持，启动时必须加载文件系统以支持系统的运行，而image．elf中不包含文件系统。因此，使用SysACE CF卡启动时必须手动加载文件系统。在编译PetaLinux内核时，已经生成了以romfs文件夹为名称的文件系统，所以只需将CF卡分区和格式化，然后挂载此文件系统。具体步骤如下：
①将CF卡挂载到Linux系统中，运行命令fdisk／dev／sda把CF卡分成3个区。第1分区存放system．ace文件，第2分区为Linux Swap交换分区，第3分区存放根文件系统。
②Linux下格式化第3分区为ext2文件系统，运行命令mke2fs／dev／sda3。在／ete／fstab下输入命令／dev／sda3／mnt／rootfs auto defaults，user，noauto 0 0。把设备sda3挂在／mnt／rootfs文件下，文件系统为默认的ext2，普通用户，能挂载，不转储，启动时不扫描文件系统。通过命令mount／mnt／rootfs挂载该目录，这样就可以把根文件系统rootfs拷贝到CF卡的该分区上。
③Windows下格式化第1分区为FAT32文件系统，把system．ace复制到这个分区。
④Linux下格式化第2分区为交换分区，运行命令mkswap／dev／sda2。
一切准备就绪后，插入CF卡，开启电源，就可以从CF卡启动PetaLinux。

结语
本文介绍了一种可用于MicroBlaze处理器的嵌入式Linux操作系统——PetaLinux，并详细讨论了其内核配置和启动方案。通过移植Peta-Linux，本文开发的SOPC可以直接用于实际工程。该嵌入式操作系统移植快速、简单，由于其基于Linux2．6内核，可以保证较高的稳定性。因此，在SOPC应用日益复杂的背景下具有较高的实用价值。
本文创新点：实现了PetaLinux在MicroBlaze处理器的移植，并成功实现PetaLinux中自定义硬件设备驱动的添加和SysACE CF卡的启动方案。