【转载】altera SOC学习总结

wyzhou

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SOC平台学习总结

最近通过对altera提供的CycloneV开发板进行熟悉掌握以及对相应的开发板的开发文档以及在线社区https://rocketboards.org/的文档进行阅读，逐步掌握了altera系列SOC启动流程及相应开发方法，现总结如下：

一．开发环境搭建
开发环境包括一下软件：

Quartus Prime16.1（逻辑工程 Qsys）

the Altera SoC Embedded Design Suite(EDS) （一些嵌入式开发工具）

the ARM DS-5 AE（仿真调试，主要初期调试板子系统）

交叉编译工具链:arm-linux-gnueabihf-

DiskImager（SD卡烧写镜像）

开发环境分为windows开发（altera系列的软件）和linux开发环境（主要是工具链以及一些源代码编译）

开发环境搭建中小提示：

1.    Quartus license 需要安装虚拟网卡然后设置为altera提供的license对应的MAC地址

2.    EDS安装一般是和quartus16.1安装在一个路径下的，在~/embedded有windows下的一些嵌入式工具以及开发板需要安装的相关驱动，example，以及底层API的源码和文档

3.    ARM DS5不提供license，需要自己用邮箱申请一个一月的授权

 
二．BOOT流程
针对CycloneV和ArriaV由于OCRAM空间小放不下uboot，所以需要Preloader

Arria 10则不需要Preloader这一环节

上手soc可以从该网址入手

https://rocketboards.org/foswiki ... LinuxBeginnerSGuide

BootROM存在于复位异常地址，通过reset触发，

SSBL是第二boot阶段，需要BSP（板级支持），这一阶段决定启动位置（SD QSPI NAND）需要配置bsp，具体根据网址对应步骤，最后生成preloader-mkpimage.bin

然后是uboot的配置及编译，主要关注uboot源代码目录下的include/configs/socfpga_cyclone5.h 相关的硬件配置，编译生成uboot.Img 可以把uboot阶段要执行的命令写成脚本uboot.scr

接着是linux所需要的dts，根据开发功能需求在altera提供的dts进行修改，然后使用dtc进行编译生成dtb二进制文件

然后进行kernel的配置编译，根据需求配置相应的驱动，功能支持，altera有提供每个开发板的默认配置make ARCH=arm socfpga_defconfig，编译生成zImage（注意使用正确的版本及长期支持版本ltsi）

然后是文件系统的配置编译，根据需求定制自己的工具，使用buildroot（提示：注意配置外置工具链以及prefix，以及要有root权限或者有fakeroot命令）生成rootfs.tar

SD卡生成及更新：

       主要使用altera提供的make_sdimage.py脚本生成sd bin然后通过diskImager烧写进SD卡

1. sudo ~/make_sdimage.py  \
   
2. 
   
3.       -f \
   
4. 
   
5.        -Ppreloader-mkpimage.bin,u-boot-cyclone5.img,num=3,format=raw,
   
6. 
   
7. size=10M,type=A2  \
   
8. 
   
9. -P rootfs/*,num=2,format=ext3,size=1500M  \（根据实际大小改变）
   
10. 
    
11. -P zImage,u-boot.scr,soc_system.rbf,socfpga.dtb,num=1,format=vfat,size=500M  \
    
12. 
    
13. -s 2G \（根据实际大小改变）
    
14. 
    
15. -n sd_card_image_cyclone5.bin

复制代码

Qspi flash以及NANDflash的启动主要是在bsp配置选择，ubootconfig.h配置选择,制作适合flash大小的文件系统，当然可以直接使用altera提供的文件系统，

然后可以通过三种方式烧写SPI flash，eds（比较慢）；linux console 需要有mtd工具（altera提供的文件系统没有）；uboot console，然后uboot配置启动环境变量，启动选择跳线选择SPI启动

三．编译开发
本节主要总结一下进行交叉编译开发遇到的问题，主要是安装ztools和编译EMR4.0应用程序（basic system的应用）

首先说安装ztools，因为是交叉编译，所以./configure需要额外选项，指定host，指定交叉编译工具，指定安装目录，即./configure--host=arm-linux --cross-prefix=$CROSS_COMPILE --prefix=/home/chuguangyang/opt

但是会遇到xml不支持，查找原因是因为tsana依赖于libxml库，所以必须指定libxml库的路径，所以要先交叉编译libxml，

因此去下载libxml2的源代码进行编译，同样先看./configure –h 查看需要哪些配置选项，同样host 交叉编译安装目录不可少，但是这样之后make又有了提示错误，提示lzma.h找不到，这是应该缺少lzma库的支持，后来查看./configure生成的输出check 发现libxml是需要有压缩算法支持的，可以选择zlib或者lzma，尝试下载安装lzma，但好像没有找到特定的源代码，因此放弃，选择使用zlib，下载zlib-1.2.8.tar.gz，

先配置，根据提示./configure --host=arm-linux-gnueabihf--prefix=/home/chuguangyang/opt，交叉编译时在—host后进行识别的

make make instsll，所需要的zlib库就被安装到/home/chuguangyang/opt目录下

然后回去编译libxml，配置时需要禁止lzma，指定zlib的路径，因此配置选项如下

1. ./configure--host=arm-linux-gnueabihf CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-CC=arm-linux-gnueabihf-gcc --prefix=/home/chuguangyang/opt--with-zlib=/home/chuguangyang/opt CFLAGS=-I/home/chuguangyang/opt/includeLDFLAGS=-L/home/chuguangyang/opt/lib --without-lzma --without-python

复制代码

是根据实际结果添加的CFLAGS以及LDFLAGS，如果这样不可行，还可以直接修改对应的Makefile修改zlib的加载路径。

好了现在又回归到ztools的编译，先注释掉需要xml的部分进行编译，在链接库时，提示找不到之前分别编译的lib.1.so，这种情况应该是A B->C(C 依赖A和B)C->D（D依赖C）然后编译D时没有找到A B的库，因此需要在编译D时添加A B的路径，当然可以通过-rpath-link指定，但是不太熟悉，使用的是笨办法直接在Makefile里添加LDFLAGS，然后编译成功

接着把xml禁止打开，同样修改Makefile修改libxml2的加载路径LDFLAGS +=-L/home/chuguangyang/opt/lib -lxml2，然后编译成功，将安装路径下的bin和lib拷贝到目标板上，放到对应的路径，使用ldconfig使得lib生效，然后就可以正常使用ztools了。

下面是在SOC上进行的性能测试

1.    在SOC上运行ztools选用一个138MB的ts节目，使用catts | tsana -err 监测运行时间10s，换算码率应该是109.6Mb/s,cpu占用情况catts占用20%，tsana占用50%（按照双核一起计算的）

2.    运行EMR4.0应用程序，正常跑裸壳

四．angstorm系统
系统自启动：系统不同于之前用的linux，采用systemd来管理一些服务的启动，systemd作为新一代linux的启动方式要用来替代之前的init.d的启动，具体介绍见https://linux.cn/article-5457-1.html，因此添加自启动主要是在/etc/systemd/system/multi-user.target.wants路径下添加自己的启动脚本*.Service,altera提供的例子altera-gsrd.service用来启动位于/usr/bin下面的altera-gsrd-init.sh(其中包括了上电检查ip地址并在液晶屏上进行显示)

网络管理主要是使用开源的connman来进行管理，服务的自启动也是有systemd来管理，然后connman的配置文件位于/var/lib/connman/*/settings,*代表网络设备名字，以下是该文件内容：

1. [ethernet_0007ed260d8f_cable]
   
2. 
   
3. Name=Wired
   
4. 
   
5. AutoConnect=true
   
6. 
   
7. Modified=2016-10-28T11:48:25.275755Z
   
8. 
   
9. IPv4.method=manual
   
10. 
    
11. IPv4.local_address=192.165.52.120
    
12. 
    
13. IPv4.DHCP.LastAddress=192.165.52.115
    
14. 
    
15. IPv6.method=auto
    
16. 
    
17. IPv6.privacy=disabled
    
18. 
    
19. IPv4.netmask_prefixlen=24
    
20. 
    
21. IPv4.gateway=192.165.52.1
    
22. 
    
23. ~

复制代码

可以通过修改该文件进行网络配置，也可以使用connmanctl来进行配置

1. connmanctl config ethernet_0007ed260d8f_cable --ipv4 manual192.165.52.120 255.255.255.0 192.165.52.1

复制代码