读懂 PetaLinux：让 Linux 在 Zynq 上轻松起“跑”

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对于Zynq这样一个“ARM+可编程逻辑”异构处理系统我们已经不陌生，其创新性大家也有目共睹。不过想要让更多的应用享受到这一“创新”带来的红利，让其真正“落地”则需要大量系统性的工作，去营造一个完善的生态系统。从之前几篇文章中，我们已经看到Xilinx在这方面做出的努力，特别是不断迭代的先进的硬件开发（Vivado）和软件开发（Xilinx SDK）工具。而在嵌入式开发中，还有一个非常重要的环节需要关注，这就是操作系统。

对于日益智能和复杂的嵌入式系统来说，通过一个嵌入式操作系统来统领软硬件资源的调度和控制是必然之选，如果需要更为全面的功能，开发者就要考虑嵌入式Linux这样体量更“大”更复杂的OS。而面对Zynq这样一个大家都想“尝鲜”的创新硬件处理平台，如果能有一种便捷的方式，让嵌入式Linux在它上面“跑”起来，当然是开发者的福利。

图1，基于Zynq平台的嵌入式系统结构

这样的事儿，Xilinx早已想到并着手布局了，最终呈现在开发者面前的就是Petalinux。PetaLinux是一个工具集，包括了Linux， u-boot的源代码、库，以及Yocto Recipes，可以让客户很方便地配置、Build以及Deploy Linux。PetaLinux支持Zynq UltraScale+ MPSoC、 Zynq-7000全可编程SoC，以及MicroBlaze，可与Xilinx硬件设计工具Vivado协同工作，大大简化了Linux系统的开发。

使用PetaLinux工具，开发人员可以定制u-boot、Linux内核或Linux应用，开发者还可以通过网络或JTAG在随附的全系统仿真器 (QEMU) 或物理硬件上添加新的内核、器件驱动程序、应用和库，以及启动并测试软件协议栈，完成从系统启动到执行的所有操作。在主机端提供的PetaLinux工具包括：

• 命令行接界面

• 应用、器件驱动程序、库生成器以及开发模板

• 可引导的系统镜像生成器

• 调试代理程序

• GCC工具

• 集成的QEMU全系统仿真器

• 自动化工具

• 支持Xilinx系统调试器

图2，Petalinux工具

值得一提的是，为了能够让PetaLinux这一“简便”工具的使用变得更为简便，Avnet在近日举办的MiniZed Speedway培训活动中，专门设置了一个培训模块，从如何安装PetaLinux开始，全方位讲解如何使用PetaLinux在MiniZed板上创建一个嵌入式Linux，并进行应用开发。培训中重点的知识点包括：

• Petalinux概览

• Petalinux设计流程介绍

• Yacto项目概述

• 设备树（Device Tree）基础

• Petalinux用户应用开发

• 定制化Petalinux

这次PetaLinux工具培训相关的实验环节，更突出实操性，学员可以学习到如何使用PetaLinux工具导入自己的FPGA硬件设计，集成用户应用程序，以及配置和定制化Linux。在实验中，还特别通过一个具体的物联网应用范例，指导用户使用范例提供的应用代码通过TE Connectivity的HTU21D I2C传感器获取数据，并将周期性发布的传感器数据利用MQTT协议将其传送至云端。通过实验，学员可以掌握的开发技能包括：

• 工具安装：安装虚拟机-VirtualBox、Ubuntu、Vivado、SDK和Petalinux

• 使用Petalinux创建、配置和创建最小化的Linux

• 使用MiniZed经过Wi-Fi链接至LAN

• 使用Xilinx SDK为MiniZed创建Linux应用

• IoT应用实例：将MQTT集成到一个Linux 应用中

可以说，PetaLinux为Zynq应用开发提供了有力的助推，“读”懂了TA，就可让Zynq去应对更多应用场景的需要，也让更多基于嵌入式 Linux的用户应用在Zynq上畅快地奔跑起来！

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