07 Microblaze程序的固化方法

软件版本：vitis2021.1(vivado2021.1)

操作系统：WIN10 64bit

硬件平台：适用AMD-XILINX A7/K7/Z7/ZU/KU系列FPGA

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1 概述

前面学习了很多Microblaze软核的实验，但是最终我们是要固化到开发板运行的才有实际的工程价值。本实验完成SDK程序固化到FLASH，并且从FLASH启动。

2 系统框图

3 基于图形化设计SOC系统

本实验通过前面的实验完成，所以不再重复BD 图像化编程的过程，最小系统的层次化设计如下：

展开层次化后如下：

4 搭建Vitis-sdk工程

创建soc_base sdk platform和APP工程。

4.1 创建SDK Platform工程

过程不再重复，如果不清楚的请看第一个demo

4.2 创建helloworld APP工程

过程不再重复，如果不清楚的请看第一个demo。

如下图右击helloworld工程，选择Generate Linker Script

如下图设置，程序、数据、堆在的运行地址空间为DDR内存空间,设置在DDR中代码执行效率会降低，根据实际情况可以把堆栈设置大一些，也可以在Microblaze IP核中，配置更大的cache和对性能就行优化

之后重新编译下

4.3 创建bootloader引导程序

创建APP过程不再重复，到最后一页，选择SREC SPI Bootloader

创建完成后

右击工程选择Generate Linker Script

设置程序、数据、堆栈全部运行于BRAM，所以BRAM就不能太小，Bootloader也不能太大，bootloader启动把应用程序复制到DDR中运行

修改blconfig.h中的文件，FLASH_IMAGE_BASEADDR 0x00500000，这个是FLASH的地址，也就是bootloader程序从这个地址加载进来，后面我们会涉及如何下载程序到FLASH

修改后保存，右击编译工程

编译完成后产生bootloader.elf

5 固化测试

5.1 产生download.bit

首先要通过下载bit产生download.bit , download.bit包含了fpga部分的bit文件已经刚才产生的bootloader.elf文件部分。原理是包含microbalze的download.bit加载完成后，在bram中运行bootloader.elf程序，bootloader.elf文件程序从FLASH_IMAGE_BASEADDR 0x00500000设置的地址加载用户的应用程序，这里把应用程序加载到DDR中。

右击选择Program Device

单击Program

开发板可以不通电，因为我们主要为了产生download.bit,JTAG不接通开发板会报一个错误，可以不管，单击OK

控制台已经产生了download.bit文件

 

5.3 固化helloworld.elf文件

选择helloworld工程，右击选择Program Flash

以下offset 的地址是FLASH中hellowrold.elf程序的起始地址，和bootloader程序中的FLASH_IMAGE_BASEADDR 0x00500000保持一致。设置好后，单击Program

提示下载成功

5.2 固化download.bit文件

连接好JTAG，并且给开发板通电，右击选择Program Flash

Download.bit的加载地址从0x00开始

下载结束

5.4 断电重启开发板

首先打开串口

给开发板断电后通电

可以看到串口输出了启动打印过程，最后输出了"Hello World"

5.5 优化bootloader程序

在bootloader.c中，注释掉#define VERBOSE，之后重新编译

重新制作download.bit，然后下载downlaod.bit方法和前面一样

固化完成后，重新上电串口打印输出如下

 

6本章小结

本章节系统的学习了Microblaze的固化方法，方法具有通用性，在其他的Microblaze demo中也可以通过一样的方法实现程序固化。