Versal啟動(dòng)文件簡(jiǎn)述

Versal? 是由多個(gè)高度耦合的可配置塊組成的自適應計算加速平臺(ACAP)。這些塊包括NoC、AIE、PL和CIPS（CIPS本身包含不同的域：LPD和FPD）等，啟動(dòng)這些塊時(shí)，需使用Vivado中的配置集進(jìn)行配置。
本篇博文是Versal“從零開(kāi)始”調試系列的首篇。
這么多互連塊乍看之下似乎很復雜...但實(shí)際不盡然。在本篇博文中，我們將探討這些啟動(dòng)文件及其使用方式。
這就切入正題...希望您不介意我用首字母縮寫(xiě)詞。
以下我準備的一個(gè)基礎設計，其中只有CIPS和NoC：

Control, Interfaces, and Processing Subsystem (CIPS)是所有Versal設計的通用IP，包含所有Versal器件通用的硬化IP。
其中主要包含兩個(gè)域：LDP和FDP。低功耗域(LPD)包含可配置啟動(dòng)器件和I2C。全功耗域(FPD)則包含所有其它可配置IP，如GEM和USB等。此外還有AXI和調試接口，連接到PL、可配置NoC接口、時(shí)鐘、中斷和處理器子系統，全都可在Vivado IP integrator內根據您的設計需求進(jìn)行配置。
片上網(wǎng)絡(luò )(NoC)經(jīng)高度耦合，可連接到PL IP和/或AIE以及DDR存儲器控制器。
所有這些配置二進(jìn)制文件(CDO)都封裝到單一容器文件內，此文件稱(chēng)為PDI文件，PDI表示可編程定義文件(Programmable Definition File)。
PDI：
如上所述，PDI包含所有可配置二進(jìn)制文件。其中還包含用于執行這些二進(jìn)制文件的可執行文件。
并且，如果PL包含帶有存儲器映射存儲器控制器的MicroBlaze，那么PDI中還包含存儲器映射接口(MMI)文件。
此 PDI 文件將在實(shí)現期間創(chuàng )建，并且可包含在 XSA 文件內交付至 Vitis。來(lái)看看 impl_1 文件夾：

此處值得注意的兩個(gè)文件是PDI文件和BIF文件。
啟動(dòng)鏡像格式：
啟動(dòng)鏡像格式(BIF)文件包含所有啟動(dòng)分區。
讓我們來(lái)一探究竟：

new_bif:
{
id_code=0x04ca8093
extended_id_code=0x01
id=0x2
image
{
name=WDI_FLAT
id=0x1c000000
partition
{
id=0x01
type=bootloader
file=gen_files/executable.elf
}
partition
{
id=0x09
type=pmcdata,load=0xf2000000
file=gen_files/pmc_data.cdo
}
partition
{
id=0x0C
type=cdo
file=gen_files/lpd_data.cdo
}
partition
{
id=0x0B
core=psm
file=static_files/psm_fw.elf
}
partition
{
id=0x03
type=cdo
file=design_1_wrapper.rcdo
}
partition
{
id=0x05
type=cdo
file=design_1_wrapper.rnpi
}
partition
{
id=0x08
type=cdo
file=gen_files/fpd_data.cdo
}
partition
{
id=0x0D
type=cdo
file=gen_files/subsystem.cdo
}
}
}

下表提取自《Versal 系統軟件開(kāi)發(fā)指南》，可用于描述其中每個(gè)分區：

轉儲PDI：
用戶(hù)可以在Vitis中使用Bootgen實(shí)用工具來(lái)轉儲和查看PDI中的內容：

bootgen-archversal-dump.pdi

用戶(hù)可以使用以下Bootgen命令從BIF創(chuàng )建PDI：

bootgen-archversal-image.bif-w-o.pdi

Platform Loader and Manager：
PLM負責加載分區（如上所示）和執行平臺管理。所有CDO都加載到RAM中，然后執行。ELF文件直接加載到目標存儲器中，然后執行。不支持就地執行。
要調試潛在的PLM故障，可在此處的表 14 中找到錯誤代碼。
在某些情況下，用戶(hù)可能需要修改Vitis生成的PDI，下面提供了兩個(gè)常見(jiàn)用例。
調試PLM：
用戶(hù)可以覆蓋PDI中的PLM，如UG1283中的第 129 頁(yè)所述，也可以重新生成PDI并導出硬件以將修改后的PDI添加到XSA中。
BIF文件如下所示：

new_bif:
{
image
{
{type=bootimage,file=base.pdi}
{type=bootloader,file=plm_debug.elf}
}
}

隨后，重新生成PDI。請務(wù)必保留PDI文件名（與Vivado生成的文件名相同）：

bootgen-archversal-image{filename.bif}-w-o{design_1_wrapper.pdi}

如果用戶(hù)隨后在Vivado中導出硬件，那么，修改后的PDI將被添加到XSA中。
瀏覽CDO/RNPI文件：
用戶(hù)可以使用XSCT中的cdoutil將二進(jìn)制文件轉換為可讀文本文件。以RNPI為例：

cdoutil-annotate-output-filedump.txt.rnpi

從上表中可以看到，rnpi文件包含PL復位命令。
我們可以在轉儲后的文本文件中查看這些命令：

在《Versal 寄存器參考資料》中可以交叉引用這些命令：

將定制CDO文件添加到PDI：
用戶(hù)還可以創(chuàng )建定制CDO文件，并將其添加到PDI中。
例如，我有一個(gè)IP，它在CIPS上受PS GPIO控制。
因此，我需要切換此PS GPIO：
首先創(chuàng )建一個(gè)txt文件，其中包含您希望在PDI內執行的寄存器寫(xiě)入操作：

version2.0
mask_write0xff0b00180x10x1
mask_write0xff0b02c40x10x1
mask_write0xff0b02c80x10x1
mask_write0xff0b004c0x10x1

隨后，使用以下命令將此轉換為CDO文件：

cdoutil-output-binary-be-output-filecustom.cdocustom.txt

下一步，導航到Vivado工程目錄內的 .runs_0/impl_1 文件夾，打開(kāi)BIF文件，并追加以下內容（在最后一個(gè) } 內）：

image
{
name=custom_cdo
id=0x1234567
partition
{
id=0x12
type=cdo
file=custom.cdo
}
}

隨后，重新生成PDI并導出至硬件，更新后的PDI將添加到XSA：

bootgen-archversal-imagedesign_1_wrapper.bif-w-odesign_1_wrapper.pdi

依次單擊“File -> Export Hardware (Include Device Image)”（文件 > 導出硬件（包含器件鏡像））

運行Updatemem
如果Versal設計包含 MicroBlaze（含LMB存儲器），并且您要使用可執行ELF來(lái)更新LMB BRAM，那么同樣可以使用以上方法。例如：
瀏覽至 .runs/impl_0 文件夾，并運行Updatemem。例如，這里我創(chuàng )建了更新后的RCDO。但您也可以保留名稱(chēng)不變。否則，您需要更新BIF文件：

隨后，重新生成PDI并導出至硬件，更新后的PDI將被添加到XSA中：

bootgen-archversal-imagedesign_1_wrapper.bif-w-odesign_1_wrapper.pdi

依次單擊“File -> Export Hardware (Include Device Image)”（文件 > 導出硬件（包含器件鏡像））

總結：
本篇博文并非Versal啟動(dòng)文件的完整指南。
所有這些信息都能在TRM和SSDG中找到。我希望本文能夠向用戶(hù)簡(jiǎn)要介紹 Versal 啟動(dòng)文件，供用戶(hù)以此作為起點(diǎn)，按需進(jìn)一步深入調研。


后續內容
如何在 Vitis 中調試 Versal PLM
在這篇博文中，我們將探討如何在Vitis? 中調試Platform Loader Manager (PLM)。

審核編輯：湯梓紅