カメラの表示回路及びソフトウェアをSDカードからブートする

カメラ回路と制御するソフトウェアをSDカードからブートして動作させたいと思ったのでやってみた。

まずは、”Zynq-7000 EPP ソフトウェア開発者向けガイド UG821 (v2.0) 2012 年 4 月 24 日”の”ブートおよびコンフィギュレーション”の”3.1 概要”（20ページ）によると、プロセッサシステムは2段階のプロセスでブートするそうだ。（LinuxだとU-BOOTがあるので3段階）

それは、内部BootROMとFSBL (First Stage Bootloader) だ。
・内部BootROMは、ステージ0ブートコードが入っていて、ARMプロセッサおよびペリフェラルをコンフィギュレーションする。そして、FSBLへ制御を渡す。BootROMには書き込みできない。
・FSBLブートコードは、BootROMコードでフラッシュメモリからオンチップメモリ (OCM) へコピーされてから、実行される。

・FSBLの役割
　・XPSからのPSコンフィギュレーション・データで初期化（XPSのZynqタブで設定したMIOなどのコンフィギュレーションだと思う）
　・ビットストリームでPLをプログラム。
　・第2段階ブートローダーまたは、ベアメタル・アプリケーション・コードをメモリへロードする。
　・第2段階ブートローダーまたは、ベアメタル・アプリケーション・コードの実行を開始する。

ということで、FSBLを作る必要がある。FSBLはSDKで生成することができる。そのやり方を見ていこう。

・SDKの Fileメニュー -> New -> Project を選択する。


・New Project ダイアログで、Xilinx -> Application Project を選択して、Next > ボタンをクリックする。


・Project Name にFSBL（これは任意の名前）と入力し、Target Software で、Board Support Package にUse existing のラジオボタンをクリックして、すでにあったBoard Support Package を指定した。Next > ボタンをクリックする。


・Templates ダイアログが表示される。Available Templates から Zynq FSBL を選択する。


・Finish ボタンをクリックすると、コンパイルされて、FSBL.elf が生成される。


次に、BOOT.bin を生成する。

・ベアメタル・アプリケーション（この場合は cam_disp2 のプロジェクト）を選択しておいて、Xilinx Tools メニューから Create Zynq Boot Image を選択する。


・先ほど作成したFSBL.elf とベアメタル・アプリケーション cam_disp2.elf はすでに入っていた。
・PL部のビットストリーム、system_stub.bit をAddボタンをクリックして追加する。
・cam_disp2.elf をクリックして、DOWNボタンをクリックし、system_stub.bit と順番を入れ替える。


・Create Image ボタンをクリックして、イメージを作成する。
・ZedBoard_CamDisp_wHDMI_144_2\ZedBoard_CamDisp_wHDMI.sdk\SDK\SDK_Export\cam_disp2\bootimage を見ると、ファイルが3つ出来ている。


・cam_disp2.bin を BOOT.bin にリネームする。
・BOOT.bin をSDカードにコピーする。


・SDカードをパソコンから抜いて、ZedBoardのSDカードスロットに挿入する。
・ZedBoardの設定ピンを設定する。
　MIO2 GND
　MIO3 GND
　MIO4 3V3
　MIO5 3V3
　MIO6 GND

　JP2, JP6 ショート
　JTAG SELECT 1V8

・ZedBoardの電源SWをONにすると、DONE LEDが点灯して、カメラ画像が表示された。

これで、SDカードからブードして、PL部のビットストリームをダウンロードし、PS部のソフトウェアを動作させることが出来た。