CN114090086B - 一种基于ZynqMP平台嵌入式操作***快速启动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于ZynqMP平台嵌入式操作***快速启动方法，***板上电后，同时加载操作***和平台管理单元固件，平台管理单元固件对副核上电完成后进入低功耗的待唤醒状态，利用操作***操作执行唤醒指令对副核进行唤醒，副核根据唤醒指令上电执行指令，跳转至多核状态，实现多核启动。本发明通过操作***和平台管理单元固件单独加载完成进入各自操作环境中，然后利用操作***根据唤醒指令对副核唤醒加载，进入多核模式，利用操作***直接唤醒副核加载进入多核启动，避免了运行时服务加载启动，减少了启动项，简化了操作***启动的流程，使代码易于维护和移植，加快了整个***启动的速度。

Description

一种基于ZynqMP平台嵌入式操作***快速启动方法
技术领域
本发明属于通信控制操控领域，具体涉及一种基于ZynqMP(Zynq UltraScale+MPSoc)平台嵌入式操作***快速启动方法，适用于基于ZynqMP对实时性要求高的弹载控制类、无线通信、5G部署等领域操作***的快速启动。
背景技术
嵌入式操作***的启动技术是控制***的关键技术，其中***启动时间是影响产品性能的关键指标。对于新一代ZynqMP系列芯片，因为考虑整体设备运行稳定性，在引导操作***启动时，要同时加载6个启动项，操作***多核启动采用的是SMC(secure monitorcall)指令，对操作***要求比较高，操作***启动方式中启动项多，启动流程繁杂，并且导致启动耗时久，影响了产品的实用性能和效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于ZynqMP平台嵌入式操作***快速启动方法，以克服现有技术的不足。
一种基于ZynqMP平台嵌入式操作***快速启动方法，包括以下步骤：
S1，***板上电后，同时加载操作***和平台管理单元固件；
S2，操作***和平台管理单元固件加载完成后，平台管理单元固件对副核上电完成后进入低功耗的待唤醒状态，利用操作***执行唤醒指令对副核进行唤醒，跳转至多核状态，实现多核启动。
进一步的，采用APU core0加载并运行fsbl，fsbl对硬件***进行初始化，并加载平台管理固件和操作***到内存，平台管理单元固件对副核上电完成后进入低功耗的待唤醒状态。
进一步的，采用wfe指令控制上电完成后的副核进入低功耗的待唤醒状态。
进一步的，操作***利用set指令唤醒副核进入多核模式。
进一步的，副核被唤醒后，副核的运行地址被指定为操作***的入口地址。
进一步的，操作***加载完成后配置APU寄存器。
进一步的，利用APU core0开始运行fsbl后，对APU-a53处理器的核号进行核对，根据APU-a53处理器的核号运行相应的操作。
进一步的，fsbl对APU配置寄存器的值是否为指定值进行判断。
进一步的，若当前运行的APU-a53核号是core0，则对fsbl对硬件***进行初始化后，并加载平台管理固件和操作***到内存。
进一步的，若当前运行的APU-a53核号是core1/2/3，当平台管理固件给副核加电后，副核则执行wfe指令，副核进入休眠状态，等待操作***端发起set指令进行唤醒；如果是一次成功的唤醒，跳转到操作***入口地址，进入多核状态；如果不是，则认为这是一次错误的唤醒，继续进入休眠状态，等待唤醒。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明一种基于ZynqMP平台嵌入式操作***快速启动方法，***板上电后，同时加载操作***和平台管理单元固件，平台管理单元固件对副核上电完成后进入低功耗的待唤醒状态，利用操作***操作执行唤醒指令对副核进行唤醒，副核根据唤醒指令上电执行指令，跳转至多核状态，实现多核启动。本发明通过操作***和平台管理单元固件单独加载完成进入各自操作环境中，然后利用操作***根据唤醒指令对副核唤醒加载，进入多核模式，利用操作***直接唤醒副核加载进入多核启动，避免了运行时服务加载启动，减少了启动项，简化了操作***启动的流程，使代码易于维护和移植，加快了整个***启动的速度。
进一步的，使用wfe和set指令，简化了启动流程，使代码易于维护和移植。
附图说明
图1为本发明实施例中快速启动***原理图。
图2为本发明实施例中快速启动流程图。
图3为本发明实施例中采用本发明方法针对骊山九天***操作进行启动结果示意图。
图4为本发明实施例中采用现有方法针对骊山九天***操作进行启动结果示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
如图1所示，一种基于ZynqMP平台嵌入式操作***快速启动方法，包括以下步骤：
S1，***板上电后，同时加载操作***和平台管理单元固件(Plaformmanagementunitfirmware，pmufw)；
具体的，***板上电后，采用APU core0加载并运行fsbl(firststagebootloader)，fsbl对硬件***进行初始化后，并加载平台管理固件和操作***到内存。
S2，操作***和平台管理单元固件加载完成后，平台管理单元固件对副核上电完成后进入低功耗的待唤醒状态，利用操作***执行唤醒指令对副核进行唤醒，副核接收到唤醒指令被唤醒后，跳转至多核状态，实现多核启动。本发明通过操作***和平台管理单元固件单独加载完成进入各自操作环境中，然后利用操作***根据唤醒指令对副核唤醒加载，进入多核模式，利用操作***直接唤醒副核加载进入多核启动，避免了运行时服务加载启动，减少了启动项，简化了操作***启动的流程，使代码易于维护和移植，加快了整个***启动的速度。
具体的，采用wfe指令控制上电完成后的副核进入低功耗的待唤醒状态；操作***利用set指令唤醒副核进入多核模式。副核被唤醒后，副核的运行地址被指定为操作***的入口地址，进入多核模式。
具体，如图2所示，本申请操作***采用加速处理器为APU-a53，利用APU-a53开始运行时，对加速处理器核号进行核对，根据APU-a53加载的核号运行相应的操作。
若当前运行的APU-a53核号是core0(主核)，则对fsbl对硬件***进行初始化，此时初步启动处于完成状态，然后同步加载平台管理单元固件和多核操作***。
若当前运行的APU-a53核号是core1/2/3(副核)，当平台管理固件给副核加电后，副核则执行wfe指令，副核进入休眠状态，等待操作***端发起set指令进行唤醒；如果是一次成功的唤醒，跳转到操作***入口地址，进入多核状态；如果不是，则认为这是一次错误的唤醒，继续进入休眠状态，等待唤醒。
寄存器是全局的一个寄存器，APU core 0/1/2/3都可以访问，APU core0在将操作***启动后，配置该寄存器，而处于休眠状态的APU core 1/2/3在被唤醒后，通过判断该寄存器，来判断是否是一次正确的唤醒，如果是，则进入操作***多核模式，否则继续休眠。
平台管理单元固件对APU配置寄存器的值是否为指定值进行判断：
如果APU配置寄存器的值不是指定值，则平台管理单元固件一直等待唤醒指令。
本发明提出的基于ZynqMP平台嵌入式操作***快速启动方法的流程如图2所示，利用现有方法及本发明方法分别针对骊山九天操作***(LSOS)操作进行启动：首先分别配置APU-a53 core1/2/3对应APU配置寄存器；然后通过set指令，唤醒在fsbl阶段等待唤醒的APU-a53 core1/2/3；至此操作***成功进入多核模式，完成骊山九天操作***在多核模式下的启动。利用本发明方法，从加电到骊山九天操作***启动成功总共耗时472ms；其中，fsbl阶段耗时158ms，操作***启动耗时314ms(如图3所示)；而采用现有启动方法，从***加电到骊山九天操作***启动成功总共耗时3464ms，其中fsbl耗时230ms，bl31耗时10ms，u-boot耗时2897ms(图4中u-boot是7897ms，但是这是加入5s倒计时时间的，所以u-boot实际耗时2897ms)，骊山九天***启动耗时327ms。由此可见，本发明方法有效提高了整个***启动的速度，***的启动更为简单快速，能更好的满足实时性要就较高的产品需求。

Claims (5)

1.一种基于ZynqMP平台嵌入式操作***快速启动方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，***板上电后，同时加载操作***和平台管理单元固件；
S2，操作***和平台管理单元固件加载完成后，平台管理单元固件对副核上电完成后进入低功耗的待唤醒状态，利用操作***执行唤醒指令对副核进行唤醒，跳转至多核状态，实现多核启动；
操作***加载完成后配置APU寄存器；利用APU core0开始运行fsbl后，对APU-a53处理器的核号进行核对，根据APU-a53处理器的核号运行相应的操作；fsbl对APU配置寄存器的值是否为指定值进行判断；若当前运行的APU-a53 核号是core0，则对fsbl对硬件***进行初始化后，并加载平台管理固件和操作***到内存；若当前运行的APU-a53核号是 core1/2/3，当平台管理固件给副核加电后，副核则执行wfe指令，副核进入休眠状态，等待操作***端发起set指令进行唤醒；如果是一次成功的唤醒，跳转到操作***入口地址，进入多核状态；如果不是，继续进入休眠状态，等待唤醒。
2. 根据权利要求1所述的一种基于ZynqMP平台嵌入式操作***快速启动方法，其特征在于，采用APU core0加载并运行fsbl，fsbl对硬件***进行初始化后，并加载平台管理固件和操作***到内存。
3.根据权利要求1所述的一种基于ZynqMP平台嵌入式操作***快速启动方法，其特征在于，采用wfe指令控制上电完成后的副核进入低功耗的待唤醒状态。
4.根据权利要求1所述的一种基于ZynqMP平台嵌入式操作***快速启动方法，其特征在于，操作***利用set指令唤醒副核进入多核模式。
5.根据权利要求4所述的一种基于ZynqMP平台嵌入式操作***快速启动方法，其特征在于，副核被唤醒后，副核的运行地址被指定为操作***的入口地址，进入多核模式。
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