ZYNQ 有多种启动方式可以选择，除了之前介绍的从QSPI FLASH 的方式来启动外，还可以让系统从TF 卡的方式来启动，本文将通过一个EMIO 点LED 灯的方式来演示 TF 卡的启动过程。

本文在 vivado2018.3版本上 演示， 其他版本请自行研究

（备注 此章节内容适用于 Smart ZYNQ SP和SL 版的板子，如果是Smart ZYNQ 标准版请看对应板子目录）

1 ZYNQ启动流程

1.首先了解ZYNQ的启动过程， ZYNQ的启动过程以 ARM核为主， 上电后 硬件先读取ARM核PS端的IO 以确定 系统从NAND ，QSPI ，SD Card还是 JTAG 启动系统。

具体的启动方式如下图所示， 我们的最小系统板只有 QSPI 和TF的硬件，所以只需要关注QUAD-SPI ,SD,JTAG 三种启动方式就好。也就是看系统上电瞬间MIO5和MIO4两个管脚的电平状态，用来区分不同的上电启动方式。

在电路上 设计的过程中已将MIO5和MIO4分别接到了 拨动开关上了，也就是按照拨动开关在上电瞬间的状态即可控制系统的启动方式 ，具体可参考板子上的丝印标注

将拨码开关调整到如图所示状态 ，此时如果TF卡上有可执行程序，断电重启后，系统将会从TF卡启动了

2 软件部分配置

2.1 创建一个BLOCK设计

1）IP INTEGRATOR→Create Block Design，在弹出的对话框中输入设计名，最后点击“OK”，如下图所示

2)在右侧的窗口里 ，点击加号，在选择框里搜索ZYNQ，并找到ZYNQ7 PROCESSING SYSTEM ，双击并打开

3）软件自动生成了一个 zynq的block 如下图所示，接下来要做一些相应的设置，双击下图中的ZYNQ核

4）依次在弹窗里找到DDR Configuration→DDR Controller Configuration→DDR3，在Memory Part下拉菜单中根据自己板子上的DDR来选择相应的DDR3，本实验所用到型号：MT41K256M16RE-125，数据位宽选择16bit 最后点击“OK”,如下图所示。

5)在PS的MIO配置选项的GPIO栏里，增加两路EMIO（因为本次测试的是两个，如果需要增加按键或者其它IO 这里可以对应的调整（这里两路GPIO是为了点亮LED灯看效果演示用的，非TF启动必须）

6). 重要的一步 MIO Configuration 中 使能SD 0的功能，这一步是 TF卡启动的关键设置

7）最后 点击“Run Block Automation”如下图所示。在弹出的选项中保持默认，点击“OK”，即可完成对ZYNQ7 Processing System的配置

8）将刚才添加EMIO GPIO 引出 右键GPIO_0—->Make External

9）用线将M_AXI_GP0_ACLK与 FCLK_CLK0连接起来

10）source→Design Source ，右键我们创建的BLOCK工程，点击create HDL wrapper如下图所示。

11)在弹出的对话框里保持默认

12)软件自动为我们生成HDL文件

2.2创建约束文件，并且定义管脚

1）Add Source → Add or create constraints 点Next

因为这个项目没有创建过约束文件 所以这里创建一个约束文件，并在File name 里设置约束文件的名称，并且点击FINISH 完成约束文件的创建

2）Sources → Constraints 里找到刚才创建的约束文件 双击并打开该XDC约束文件

在约束文件里面复制下面代码来对输出的GPIO进行管脚（所有的管脚转接板上丝印都有实际标注对应的IO）

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports GPIO_0_0_tri_io[0]]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports GPIO_0_0_tri_io[1]]

set_property PACKAGE_PIN P20 [get_ports GPIO_0_0_tri_io[0]]
set_property PACKAGE_PIN P21 [get_ports GPIO_0_0_tri_io[1]]

3.SDK程序编写

1）File→Export→Export hardware…，在弹出的对话框中勾选“include bitstream”，点击“OK”确认，如下图所示。

2）File→Lauch SDK，在弹出的对话框中，保存默认，点击“OK”，如下图所示。

系统将自动打开SDK开发环境

3）新建一个工程 file→new→Application Project，来新建一个“Application Project”，如下图所示。

4）在新建工程名中输入自己的工程名称，点击NEXT

5）选择空工程，点击完成FINISH

6) 在工程中添加main.c文件 src—>New—>Source File 如下图所示

7）在弹出的窗口中填入main.c 并且保存

8）.打开刚才创建的main.c

然后 写入以下代码（代码是在 例程的基础上进行精简的） 有一个地方值得注意 EMIO的 IO口编号 是从54开始的，也就是我VIVADO 下创建的 EMIO端口，在PS端都是从54-55-56 依次排序的（小贴士 小于54的是MIO 也就是芯片PS的硬件IO口）

#include "xparameters.h"
#include "xgpiops.h"
#include "xstatus.h"
#include "xplatform_info.h"

#define LED1    	54
#define LED2  		55

#define GPIO_DEVICE_ID  	XPAR_XGPIOPS_0_DEVICE_ID
XGpioPs Gpio;


void Gpio_Init(void){
	XGpioPs_Config *ConfigPtr;

	ConfigPtr = XGpioPs_LookupConfig(GPIO_DEVICE_ID);
	XGpioPs_CfgInitialize(&Gpio, ConfigPtr,ConfigPtr->BaseAddr);

	XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, LED1, 1);
	XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, LED1, 1);

	XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, LED2, 1);
	XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, LED2, 1);

	XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED1, 0);
	XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED2, 0);
}


#define LED_DELAY     10000000
volatile int Delay;

int main(void)
{
	Gpio_Init();

	while(1){

		XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED1, 0);
		XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED2, 1);
		
		for (Delay = 0; Delay < LED_DELAY; Delay++);

		XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED1, 1);
		XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED2, 0);

		for (Delay = 0; Delay < LED_DELAY; Delay++);

	};

	return 0;
}

4.下载到板子上进行验证

选中工程中的硬件平台，并点击右键→Program FPGA，在弹出的对话框中选择默认，点击“program”，完成FPGA PL部分的Program工作

2）选中我们生成的GPIO工程 展开绿色箭头（RUN）右边的图标，选择Run As→1 Launch on Hardware（System Debugger）

可以看到板子上的两个LED灯在交替着闪烁

备注 ：如果 RUN 的时候弹出错误 可以按照下面的操作 进行设置 再进行DEBUG

之后点 APPLY 然后 再选择Run As→1 Launch on Hardware（System Debugger）看是否下载成功（如果仍然不行，请对板子进行断电后重试，一般发生这种问题的原因是因为debug的时候跟之前运行的程序产生冲突导致的）

5. 创建TF卡的 镜像文件

创建镜像文件分两步1. 创建FSBL模块，2.创建image（boot.bin）文件

在zynq上运行程序的时候，加载过程中肯定需要用到一个文件，那就是fsbl，是zynq启动第一阶段的加载程序，经过了fsbl这一阶段，后面系统才能够运行裸奔程序或者是引导操作系统的u-boot

1）创建FSBL:在SDK中新建工程如下

设置工程名fsbl，点next选择FSBL模板

2）创建TF卡镜像文件

BOOT.bin由 fsbl.elf文件 vivado生成的fpga 的bit文件 app工程的elf文件（这里为led工程的elf）三个文件组成。在生成image的时候要分别填入三个文件的路径， 这里也有个偷懒的方法，就是在点 create boot image之前先选中 我们的APP工程，这样系统会自动为我们添加路径。如下所示

a) 先选中 我们的APP工程目录，这里是LED_CODE( 不是FSBL 也不是BSP 和 platform) 如果一开始已经被选中了，请先用鼠标选择上下任意一个目录，再选择回APP目录，否则路径可能不自动加载

b) 点xilinx –>create boot image

在界面里分别设置 boot.bin的输出路径，以及生成boot.bin需要的三个文件的路径(这里有一个偷懒的方法，就是在点下Create Boot Image 之前先选中我们的APP工程)，如下图所示，如果没有出现三个文件的路径，请重试上一步。 如果有三个文件路径，则直接点create image生成镜像

6. 验证SD TF 卡启动

• 1）在刚才create boot image 中的 ouput bif中 和boot.bin文件的导出文件夹中，复制出这两个文件到空的TF卡中 （切记 需要格式化成FAT32格式）

2. 将TF 卡插入到 主板的卡槽中

3. 将板子设置成 TF卡启动模式 如下图所示

4.重新断电再上电（或者按下POR_RST键）， 正常情况下 系统的两个指示灯开始交替闪烁，说明TF卡启动成功了

如果启动不成功，有可能是以下几种情况

a. TF卡的 格式不对 必须是FAT32格式

b. TF卡有多个分区，需要统一成一个再进行格式化,（用老毛桃等工具做过启动盘的会出现这种情况）

c. TF卡不支持，尝试更换不同品牌 不同容量大小的TF卡， 大容量，越高速的TF卡的兼容性越差（PS 我这边测试 128g的闪迪高速盘也能支持）

完整的工程如下