ศูนย์นักพัฒนาลินุกซ์*

โปรเซสเซอร์ SOC FPGA และ Nios® II

Linux เป็นระบบปฏิบัติการโอเพ่นซอร์ส (OS) ที่ใช้กันมากที่สุด Linux จําลองมาจาก Unix และมีไดรเวอร์ในตัวที่รองรับอุปกรณ์มากมายรวมถึงอุปกรณ์ที่พบในบอร์ด SoC FPGA ® Intel

Intel มีเคอร์เนล SoC FPGA Linux ที่ยึดตามเคอร์เนล Linux จาก kernel.org พร้อมกับส่วนเพิ่มเติมอื่น ๆ เช่นแพ็คเกจสนับสนุนบอร์ดและไดรเวอร์

Intel เป็นสมาชิกหลักของมูลนิธิ Linux และมีส่วนร่วมในโครงการโอเพ่นซอร์ส Linux จํานวนมาก Intel เป็นผู้เข้าร่วมและผู้สนับสนุนชุมชน Linux ที่แข็งแกร่ง เว็บไซต์การพัฒนา Intel Linux RocketBoards.orgให้ความช่วยเหลือในการเริ่มต้นใช้งานตัวอย่างการออกแบบเอกสารและฟอรัมชุมชนเพื่อแบ่งปันความคิดและทํางานร่วมกัน

ใช้ลิงก์ต่อไปนี้เพื่อเรียนรู้วิธีใช้ Linux บน Intel SoC FPGAs สําหรับผู้ใช้ครั้งแรกขอแนะนําให้ติดตามทรัพยากรเป็นเส้นตรง

1. ข้อกําหนดเบื้องต้น

ข้อกําหนดเบื้องต้น: เป็นสมาชิก RocketBoards.org

เยี่ยมชม RocketBoards.org และคลิกที่ปุ่มลงทะเบียน RocketBoards.org ให้การเข้าถึง:

• ข้อมูล Soc FPGA Linux ที่ครอบคลุม:
  
• อัปเดตเกี่ยวกับ Linux รุ่นล่าสุด
• คําแนะนําในการเริ่มต้นใช้งานทีละขั้นตอน
• การออกแบบการอ้างอิงระบบทอง Intel SoC FPGA (GSRD)
• ตัวอย่างโครงการ แอปพลิเคชัน และการออกแบบจาก Intel และชุมชน SoC
• การสนับสนุนจากชุมชน
• เข้าถึงการสนทนาในฟอรัมและการทํางานร่วมกันจาก Intel และชุมชน SoC
• การมีส่วนร่วมของสมาชิกที่ใช้งานอยู่ในการตอบคําถาม SoC FPGA และ Linux

ข้อควรพิจารณาในการออกแบบ

ทําไมต้องใช้ลินุกซ์แบบฝังตัว

สําหรับระบบฝังตัวเช่นสมาร์ทโฟนแท็บเล็ต PDAs กล่องแปลงสัญญาณโทรทัศน์และเครื่องเล่นสื่อส่วนบุคคลระบบปฏิบัติการ Linux แบบฝังเป็นตัวเลือกที่เป็นธรรมชาติเพราะกล่าวถึงคุณสมบัติหลายอย่างที่นักออกแบบมองหาในระบบปฏิบัติการ

ลินุกซ์ฝังตัวทํางานได้ดีเป็นพิเศษกับ Intel SoC FPGAs เพราะ:

• Linux นําเสนอคุณสมบัติที่ใช้ประโยชน์จากระบบโปรเซสเซอร์แบบแข็งของ Intel SoC การกําหนดค่าฮาร์ดแวร์แบบมัลติโปรเซสเซอร์ได้อย่างเต็มที่
  
• ผู้ขายการพัฒนาเช่น WindRiver, MontaVista และ Timesys นําเสนอโซลูชัน Linux แบบฝังตัวของ Intel เพื่อเวลาที่รวดเร็วในการตลาด
• เคอร์เนล Linux สําหรับ Intel SoC FPGAs เป็นไปตามกระบวนการ ARM * Linux ปกติสําหรับการสร้างและทํางาน

ข้อควรพิจารณาเกี่ยวกับลินุกซ์

หลังจากที่คุณตัดสินใจที่จะใช้ระบบ Linux มีบางแง่มุมของการออกแบบของคุณที่คุณต้องพิจารณา:

• ตัดสินใจว่าคุณต้องการสร้างระบบ Linux ของคุณเองหรือใช้ข้อเสนอเชิงพาณิชย์
  
• หากคุณตัดสินใจว่าคุณไม่ต้องการสร้างการกระจาย Linux ของคุณเองคุณอาจใช้ข้อเสนอเชิงพาณิชย์จาก WindRiver, Monta Vista และ Timesys หรือผู้ให้บริการแอปพลิเคชัน Linux อื่น ๆ
• หากคุณตัดสินใจที่จะปรับแต่งการออกแบบของคุณคุณต้องกําหนดเวอร์ชันเคอร์เนล Linux ที่จะดาวน์โหลดจาก kernel.org การออกแบบที่กําหนดเองต้องการการพัฒนาซอฟต์แวร์มากขึ้น แต่มีโซลูชันต้นทุนที่ต่ํากว่า
• กําหนดเคอร์เนลที่จะใช้ การตัดสินใจนี้ควรขึ้นอยู่กับความต้องการในการสมัครของคุณ ทั้งสองรุ่นแบ่งออกเป็น "เสถียรภาพ" และ "การพัฒนา" เยี่ยมชม kernel.org เพื่อดูตัวเลือกเคอร์เนลต่างๆที่มีอยู่
• สร้างกลยุทธ์การสร้างของคุณ กลยุทธ์การสร้างที่รองรับในปัจจุบันคือ:
• อังสตรอม ดิสทริบิวชั่น
• โครงการยอกโต
• ตรวจสอบว่าคุณต้องการใช้โปรแกรมควบคุมอุปกรณ์ที่มีอยู่หรือสร้างโปรแกรมควบคุมอุปกรณ์ของคุณเอง คุณสามารถค้นหารายการไดรเวอร์อุปกรณ์ Intel SoC FPGA ที่มีอยู่ใน RocketBoards.org.
• เลือกวิธีการใช้การประมวลผลหลายการประมวลผล ระบบประมวลผลแบบแข็ง Intel SoC เป็นการกําหนดค่าฮาร์ดแวร์แบบมัลติโปรเซสเซอร์แบบสมมาตร (SMP) แบบคลาสสิก คุณสามารถใช้การประมวลผลแบบหลายการประมวลผลแบบอสมมาตร (AMP) โดยใช้วิธีการต่างๆ เช่น SMP ที่มีความสัมพันธ์หลักหรือการจองหลัก โปรดดูรายละเอียดเพิ่มเติมจากคู่มืออ้างอิงทางเทคนิค (TRM)
• ตรวจสอบว่าคุณต้องปรับแต่งส่วนประกอบบางอย่างของกระบวนการสร้าง Linux หรือไม่ ถ้าเป็นเช่นนั้นคุณต้องคุ้นเคยกับสิ่งต่อไปนี้:
• กระบวนการบูตลินุกซ์
• เครื่องมือที่ใช้ในกระบวนการนําขึ้นกระดาน
• การปรับแต่ง U-Boot
• ระบบไฟล์ราก Linux และวิธีการปรับแต่ง

หน่วยประมวลผล Nios II บนระบบ Linux

โปรดไปที่หน้าเว็บ คู่มือผู้ใช้ Nios II Linux สําหรับคําแนะนําในการสร้างเคอร์เนล Linux และบูต

ข้อกําหนดเบื้องต้น: ทําความเข้าใจขั้นตอนการบูต Intel SoC FPGA ขั้นพื้นฐาน

ไดอะแกรมด้านบนมีสามขั้นตอนพื้นฐาน:

ขั้นตอนหลักที่อยู่ในขั้นตอนเหล่านี้คือ:

• สร้างการออกแบบฮาร์ดแวร์โดยใช้ตัวออกแบบแพลตฟอร์ม การออกแบบประกอบด้วย:
  
• การกําหนดค่า HPS ของนาฬิกา พิน DDR และอินเทอร์เฟซ
• การกําหนดค่าผ้า FPGA ของทรัพย์สินทางปัญญา FPGA (IP), หมุด, ตัวควบคุมหน่วยความจําและ PLLs
• คอมไพล์การออกแบบฮาร์ดแวร์ด้วยเครื่องมือซอฟต์แวร์ Intel Quartus® Prime แฟ้มต่อไปนี้จะถูกสร้างขึ้น:
• แฟ้มวัตถุ SRAM (SOF): เก็บข้อมูลที่กําหนดค่าผ้า FPGA
• ไฟล์ Handoff: มีข้อมูลที่ใช้โดยตัวสร้างตัวโหลดบูตขั้นที่สอง (SSBL) เพื่อสร้างตัวโหลดบูต HPS
• แฟ้มข้อมูลชิประบบบนโปรแกรมได้ (SOPCINFO): ข้อมูลระบบฮาร์ดแวร์ที่สร้างทรีอุปกรณ์ด้วยที่อยู่ IP แบบซอฟต์ FPGA
• ใช้เครื่องมือซอฟต์แวร์ Intel Quartus Prime เพื่อแปลงไฟล์ SOF เป็นไฟล์ไบนารีดิบ (RBF) ที่ใช้ในการตั้งโปรแกรม FPGA
• กําหนดค่าเครื่องมือสร้างตัวโหลดบูตในตัวแก้ไขแพคเกจสนับสนุนบอร์ด (BSP) ของ Intel SoC FPGA Embedded Development Suite (SoC EDS) เพื่อใช้ไฟล์การส่งมอบสําหรับการสร้างตัวโหลดการบูต (U-Boot)
• เลือกและกําหนดค่าแหล่งการเริ่มระบบของคุณ คุณสามารถเลือกจาก FPGA, SD/ MMC, QSPI หรือ NAND
• บูตเคอร์เนลลินุกซ์ หรือเขียนฮาร์ดแวร์หรือไดรเวอร์ IP แบบอ่อน

ข้อกําหนดเบื้องต้น: ทําความคุ้นเคยกับระบบการพัฒนาแบบฝังตัว Intel SoC (SoC EDS)

โปรดดู คู่มือผู้ใช้ชุดพัฒนาแบบฝังตัว Intel SoC FPGA สําหรับความเข้าใจพื้นฐานของเครื่องมือและส่วนประกอบของ SoC EDS แม้ว่าจะไม่ใช่ทุกส่วนของเอกสารที่อธิบายตัวโหลดการบูตและการพัฒนา Linux แต่ Intel ขอแนะนําให้ตรวจสอบอย่างน้อยในส่วนต่อไปนี้:

การเรียนรู้พื้นฐาน: Linux คืออะไร?

ในฐานะที่เป็นระบบปฏิบัติการ Linux อยู่ใต้ซอฟต์แวร์อื่น ๆ ทั้งหมด โดยได้รับการร้องขอจากโปรแกรมเหล่านั้นและส่งต่อการร้องขอเหล่านี้ไปยังฮาร์ดแวร์ของคอมพิวเตอร์

การทําความเข้าใจระบบย่อยหลักห้าระบบของเคอร์เนล Linux ช่วยให้คุณใช้คุณสมบัติต่อไปนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ:

• ตัวกําหนดตารางทํางานกระบวนการ
  
• การสื่อสารระหว่างกระบวนการ (IPC)
• การจัดการหน่วยความจํา
• ระบบไฟล์
• ระบบย่อยระบบเครือข่าย:

การเรียนรู้พื้นฐาน: เอกสารและทรัพยากร

คู่มืออ้างอิงทางเทคนิค

คู่มืออ้างอิงทางเทคนิคประกอบด้วยคําอธิบายโดยละเอียดของฮาร์ดแวร์รวมถึงลักษณะการทํางานที่อยู่พื้นฐานการแมปและการควบคุมการขัดจังหวะและการลงทะเบียนสถานะสําหรับอุปกรณ์ต่อพ่วงทั้งหมด ทรัพยากรนี้มีค่าเมื่อดีบักสถานการณ์โลหะเปลือยที่ซับซ้อน

• คู่มืออ้างอิงทางเทคนิคเกี่ยวกับระบบประมวลผลแบบไซโคลน® V
• คู่มืออ้างอิงทางเทคนิคระบบโปรเซสเซอร์ arria® V Hard
• คู่มืออ้างอิงทางเทคนิคเกี่ยวกับระบบโปรเซสเซอร์ Intel® Arria 10

ทรัพยากรเอกสารเพิ่มเติม

• อุปกรณ์แฟลชที่รองรับสําหรับพายุไซโคลน V SoC และ Arria V SoC
• คู่มือการออกแบบการอ้างอิงระบบสีทอง
• คู่มือผู้ใช้บูตไซโคลน V SoC และ Arria V SoC
• คู่มือผู้ใช้การบูต Arria 10 Soc
• บอร์ด RocketBoards.org
• โครงการ RocketBoards.org
• เอกสาร RocketBoards.org

การเรียนรู้พื้นฐาน: เอกสารประกอบการอบรม

• เยี่ยมชมเว็บไซต์ การฝึกอบรม Rocketboards.org สําหรับแหล่งข้อมูลการฝึกอบรมล่าสุดวัสดุการประชุมเชิงปฏิบัติการแคตตาล็อกที่นําโดยผู้สอนและแคตตาล็อกการฝึกอบรมออนไลน์

2. เริ่มต้น

ไปที่ RocketBoards.org

• RocketBoards.org เป็นจุดเริ่มต้นสําหรับไบนารี GSRD (การออกแบบการอ้างอิงระบบทองคํา) ทั้งหมดและตัวอย่างโครงการสําหรับชุดพัฒนา Intel SoC FPGA
• บนโฮมเพจ ให้คลิกที่ปุ่มเริ่มหรือเลือกเริ่มต้นใช้งานในรายการดรอปดาวน์ภายใต้แท็บเอกสาร

เลือกบอร์ด

หากต้องการค้นหาฟีเจอร์ ข้อมูลจําเพาะ เอกสารประกอบ และการสนับสนุนการออกแบบสําหรับบอร์ดใดบอร์ดหนึ่ง ให้เลือก BOARD จากเมนูการนําทางในหน้าแรก

โปรดทราบว่าชุดพัฒนา Intel SoC FPGA นําเสนอคําแนะนําในการเริ่มต้นใช้งานและตัวอย่างการออกแบบมากมาย

เลือกรุ่นของเครื่องมือ

เลือกเวอร์ชันซอฟต์แวร์ Intel® Quartus® Prime เพื่อใช้กับการออกแบบของคุณ

เคล็ด ลับ:

• สําหรับการเข้าถึงการอัปเดตเครื่องมือออกแบบล่าสุดและแพตช์ความปลอดภัยให้ใช้ซอฟต์แวร์ Intel Quartus Prime เวอร์ชันล่าสุด
  
• หากคุณกําลังกําหนดเป้าหมายรุ่น Linux เฉพาะให้แน่ใจว่าคุณเลือกรุ่นเครื่องมือที่ถูกต้องที่เข้ากันได้กับรุ่น Linux

เลือกงาน

งานที่มี ภายใต้การดึง งานส่วนใหญ่ที่คุณสามารถทําได้จะถูกใช้ร่วมกันระหว่างบอร์ดการพัฒนา

งานทั่วไปบางอย่างที่มีอยู่ที่คุณสามารถเลือกได้ได้แก่

• บูตลินุกซ์จากการ์ด SD
  
• การรวบรวมการออกแบบฮาร์ดแวร์
• การสร้างยูบูตและทรีอุปกรณ์
• การสร้างทรีอุปกรณ์ Linux
• การคอมไพล์ลินุกซ์
• การสร้างและการอัปเดตการ์ด SD
• การบูตจากแฟลช QSPI
• บูตจากแฟลช NAND

ติดตั้ง SOC EDS

ดาวน์โหลดชุดพัฒนาแบบฝังตัว Intel SoC FPGA (SoC EDS) จาก ศูนย์ดาวน์โหลดซอฟต์แวร์การออกแบบ Intel FPGA และ ทําตามคําแนะนําเหล่านี้ เพื่อติดตั้ง SoC EDS

SoC EDS มีเครื่องมือที่จําเป็นสําหรับการพัฒนา SoC FPGA ทั้งหมดเช่นการสร้าง U-Boot และทรีอุปกรณ์ Linux SoC EDS ให้การออกแบบการอ้างอิงฮาร์ดแวร์สีทอง (GHRD)

สําหรับรายละเอียดเพิ่มเติม โปรดดูที่หน้าภาพรวมชุดพัฒนาแบบฝังตัว Intel SoC FPGA

เครื่องมือสร้างเลเวอเรจ

Intel® SoC EDS มีเครื่องมือและโปรแกรมอรรถประโยชน์ต่อไปนี้ที่จําเป็นในการกําหนดค่า คอมไพล์ และสร้างไบนารี:

• คอมไพเลอร์ Linaro Linux ถูกจัดส่งพร้อมกับ SoC EDS
  
• เครื่องมือสร้างต้นไม้อุปกรณ์ใช้ในการสร้างต้นไม้อุปกรณ์สําหรับระบบ SoC ที่มีการออกแบบ FPGA ที่สร้างขึ้นโดยใช้ตัวออกแบบแพลตฟอร์ม
• ยูทิลิตี้บูตการ์ด SoC EDS SD เป็นเครื่องมือสําหรับการอัปเดตซอฟต์แวร์บูตบนการ์ด SD

3. สร้างโครงการของคุณเอง

ขั้นตอนโครงการพื้นฐาน

ณ จุดนี้คุณได้ดาวน์โหลดและติดตั้งซอฟต์แวร์ Intel Quartus Prime และการออกแบบการอ้างอิงระบบสีทอง Intel SoC EDS (GSRD) นอกจากนี้คุณยังได้รับการออกแบบการอ้างอิงฮาร์ดแวร์สีทอง (GHRD) จาก GSRD ในการทําโครงการ Linux ของคุณให้เสร็จสมบูรณ์คุณต้องทําตามขั้นตอนทั่วไปเหล่านี้:

1. เพิ่มส่วนประกอบฮาร์ดแวร์แบบกําหนดเองของคุณลงในการออกแบบโดยใช้ตัวออกแบบแพลตฟอร์ม
   
2. ใช้ซอฟต์แวร์ Intel Quartus Prime เพื่อรวบรวมการออกแบบของคุณ
3. ใช้เครื่องมือต้นทาง SoC EDS และ GSRD เพื่อสร้างพรีโหลดหรือ U-Boot
4. สร้าง Uboot, Linux และระบบไฟล์รากแยกต่างหากจากต้นไม้ Git หรือใช้การกระจาย Angstrom
5. เพิ่มไดรเวอร์ที่กําหนดเองใด ๆ ลงในแหล่งเคอร์เนล Linux และทําการเพิ่มที่จําเป็นในการกําหนดค่าเคอร์เนล
6. สร้างแอปพลิเคชัน Linux
7. เลือกและตั้งโปรแกรมแหล่งการเริ่มระบบสําหรับอุปกรณ์ของคุณ
8. เรียกใช้โปรแกรมประยุกต์บนอุปกรณ์ของคุณ

ตัวอย่างโครงการ

ไปที่ ตัวอย่างโครงการ Soft IP เป็น Linux. ตัวอย่างนี้:

• ใช้การออกแบบการอ้างอิงระบบสีทอง (GSRD) เป็นฐานที่มีการเพิ่มตัวจับเวลาความละเอียดสูงแบบกําหนดเอง
  
• สร้างไบนารีที่จําเป็นทั้งหมดเพื่อบูตอุปกรณ์ Intel Arria 10 SoC
• สร้างไดรเวอร์ Linux และแอปพลิเคชันพื้นที่ผู้ใช้ที่โต้ตอบกับฮาร์ดแวร์
• ให้การอ้างอิงเกี่ยวกับวิธีการบูตอุปกรณ์ของคุณและสร้างไดรเวอร์ Linux สําหรับส่วนประกอบของลูกค้า

รายละเอียดบางอย่างที่ควรพิจารณาเมื่อคุณเริ่มการออกแบบของคุณเอง:

• สิ่งสําคัญคือต้องระบุชุดพัฒนาและเวอร์ชันเครื่องมือที่คุณต้องการใช้ โดยทั่วไปเป็นการดีที่สุดที่จะเริ่มต้นด้วยเวอร์ชันล่าสุด หากคุณต้องทํางานกับ Linux เวอร์ชันเฉพาะตรวจสอบให้แน่ใจว่าเวอร์ชันเครื่องมือที่คุณเลือกเข้ากันได้
  
• ชุดพัฒนาและเครื่องมือแต่ละรุ่นมีการออกแบบอ้างอิงของตัวเอง GSRD มีชุดของส่วนประกอบระบบฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่จําเป็นซึ่งคุณสามารถใช้เป็นรากฐานในการสร้างการออกแบบที่กําหนดเองของคุณ

4. ตัวอย่าง

ที่เก็บรหัส Linux ของ SoC FPGA บน GitHub

ขั้นตอนในการสร้างไบนารีบูต Linux

ลิงก์ต่อไปนี้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับวิธีการสร้างและสร้างไบนารีที่ใช้ในกระบวนการบูต Linux ด้วยตนเอง

ตัวอย่างเพิ่มเติม

โปรแกรมควบคุมอุปกรณ์ที่มีอยู่

การสนับสนุนไดรเวอร์ IP แบบแข็งของ SOC

ระบบประมวลผลแบบแข็ง FPGA SoC ® Intel รวม IP คอร์ของบุคคลที่สามจํานวนมากจาก:

• แขน
  
• Synopsys* ดีไซน์แวร์
• จังหวะ

เนื่องจากแกน IP ของบุคคลที่สามเหล่านี้มักใช้กันอย่างแพร่หลายและมีการสนับสนุนจากชุมชนไดรเวอร์ที่มีให้สําหรับพวกเขาจึงได้รับการทดสอบอย่างดีและมีเสถียรภาพ

RocketBoards.org เก็บรายการไดรเวอร์ที่มีอยู่สําหรับอุปกรณ์ต่อพ่วง Intel SoC FPGA

5. ทรัพยากรเพิ่มเติม

Rocketboards.org

Rocketboards.org เป็นไซต์ทรัพยากร Intel SoC FPGA Linux มันเป็นเว็บไซต์การทํางานร่วมกันที่สามารถใช้ในการค้นหาบันทึกแอปพลิเคชันเฉพาะอุปกรณ์ที่อธิบายวิธีการสร้างส่วนประกอบต่าง ๆ ที่จําเป็นสําหรับการบูต Linux

ฟอรั่มร็อคเก็ตบอร์ด

Linux สําหรับ Intel SoC FPGAs ได้รับการพัฒนาจากเคอร์เนล Linux โอเพ่นซอร์สจาก kernel.org การสนับสนุนสําหรับชิ้นส่วนเฉพาะ Intel SoC FPGA ของเคอร์เนล Linux (ไดรเวอร์และ BSP) มีให้ผ่านชุมชน Intel FPGA

Rocketboards Forum เป็นเว็บไซต์ชุมชนที่ช่วยให้สามารถทํางานร่วมกันระหว่างผู้ใช้ผลิตภัณฑ์ Intel FPGA ที่แตกต่างกัน ใช้เครื่องมือค้นหาเพื่อค้นหาเนื้อหาที่เกี่ยวข้อง ขอแนะนําให้คุณอัปเดตและมีส่วนร่วม

เช่นเดียวกับโครงการโอเพ่นซอร์สหลายแห่งเราขอแนะนําให้ลูกค้าใช้รายชื่อผู้รับจดหมายโอเพ่นซอร์สสําหรับ Linux ในพื้นที่ที่ไม่เฉพาะเจาะจงกับ Intel SoC FPGAs

ข้อมูลของฉัน

ใช้บัญชี My Intel ของคุณเพื่อยื่นคําร้องขอความช่วยเหลือ จําเป็นต้องลงทะเบียนก่อนที่คุณจะสามารถเข้าถึงบริการเหล่านี้ได้