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SoC FPGA 向け U-Boot の HPS-FPGA 間のブリッジ開放コマンドについて

SoC FPGA 向け U-Boot の HPS-FPGA 間のブリッジ開放コマンドについて

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はじめに

Altera®（Intel®）SoC FPGA 向け U-Boot のブリッジ開放コマンドは、これを実行することで、FPGA のコンフィグレーション後に HPS-FPGA 間のブリッジを開放（有効）にします。
U-Boot の ブリッジ開放コマンドは、U-Boot のバージョンにより異なる種類が存在します。
この記事では、それらの違いについて説明します。


1.　U-Boot の SoC FPGA ブリッジ開放コマンドの変遷

  • u-boot-socfpga_v2013.01.01 時代からは、Altera® で定義されたカスタム命令として、
    run bridge_enable_handoff コマンドがありました。
  • u-boot-socfpga_v2014.10_arria10_bringup バージョンからは、Arria® 10 SoC 用として、
    fpgabr 1 コマンドが追加されました。
  • u-boot-socfpga_v2017.09 バージョン以降（現在の最新は u-boot-socfpga_v2019.04）では、上記２つの古いコマンドは実装されていません。
    代わりに、ブリッジを開放にする新しいコマンドとして、    bridge enable が採用されています。

【表 1】 u-boot-socfpga バージョン別のブリッジ開放コマンド

_1.png

__.png 参考： U-Boot ソースコードの入手先

  • U-Boot のソースコードは、DENX Software Engineering の Web サイトから公式（オリジナル）のものを入手するか、 GitHub の altera-opensource/u-boot-socfpga から「スナップショット」をダウンロードすることができます。

____.png 参考資料：Das U-Boot（DENX Software Engineering）

____.png 参考資料：altera-opensource/u-boot-socfpga

 

 

2.　新しい u-boot-socfpga_v2019.04 でのブリッジ開放コマンド

2-1.　bridge コマンド

u-boot-socfpga_v2019.04 には、以下のような bridge コマンドが含まれています。

# bridge enable   （ブリッジ開放）
# bridge disable  （ブリッジ閉鎖）

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【図 1】 bridge コマンドの help 表示

2-2.　u-boot-socfpga_v2019.04 でのブリッジ初期状態を確認してみる

u-boot-socfpga_v2019.04 と Linux を含む SD カードを用意して、Cyclone® V SoC 開発キットで起動させます。

Linux に root でログインして、以下の cat コマンドを実行することで、ブリッジ名、ブリッジ状態が確認できます。

# cat /sys/class/fpga_bridge/br*/name      ← ブリッジ名を確認
# cat /sys/class/fpga_bridge/br*/state     ← ブリッジの状態を確認

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【図 2】 u-boot-socfpga_v2019.04 でのブリッジ・デフォルト設定

2-3.　手動でブリッジを開放（bridge enable）に設定する

U-Boot のプロンプトから、bridge enable コマンドを実行して、手動でブリッジを開放に設定します。設定後 Linux を起動して cat コマンドでブリッジが開放されていることを確認します。

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【図 3】 u-boot-socfpga_v2019.04 で手動でブリッジを開放設定する

 

3.　ブリッジ開放のための U-Boot 環境変数（env）設定方法

3-1.　デフォルトの U-Boot 環境変数を確認する

U-Boot の printenv -a コマンドにより、デフォルトの U-Boot 環境変数を確認します。

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【図 4】 デフォルトの U-Boot 環境変数を確認する

3-2.　U-Boot 環境変数にブリッジ開放（bridge enable）設定を追加する

U-Boot の bootcmd 環境変数に、bridge enable コマンドを追加します。

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【図 5】 U-Boot の bootcmd 環境変数に bridge enable コマンドを追加する

3-3.　ブリッジ開放設定が環境変数に保存されていることを確認する

上記【図 5】で設定した内容が有効になっていることを確認します。

_6.png

【図 6】 ブリッジ開放設定が環境変数に保存されていることを確認する

 

4.　u-boot-socfpga バージョン別のコマンド、環境変数比較

4-1.　コマンドの比較（help コマンドによる表示）

【表 2】のように、u-boot-socfpga のバージョンによって使用できるコマンド が異なります。

 【表 2】 u-boot-socfpga バージョン別のコマンド比較

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4-2.　環境変数の比較

【表 3】のように、u-boot-socfpga のバージョンによって登録されている環境変数が異なります。

 【表 3】 u-boot-socfpga バージョン別の環境変数比較

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4-3.　SD カード内容の比較

u-boot-socfpga バージョン別のブリッジ開放方法の違いを下図に示します。

v2013.01.01 の U-Boot では、u-boot-scr スクリプトファイル内から、run bridge_enable_handoff を実行してブリッジを開放しています。

v2014.10_arria10_bringup では、【表 3】のように環境変数内に fpgabr 1 コマンドを設定してブリッジを開放しています。

v2019.04 も同様に、【図 5】のように環境変数内に bridge enable コマンドを設定してブリッジを開放する形になります。

図4.png

 【図 7】 u-boot-socfpga バージョン別のブリッジ開放方法の違い

 

関連記事へのリンク

  • ブートローダー、U-Boot に関連して、以下の記事も参考にしてください：

__.png 参考： SoC EDS v19.1 std / v19.3 pro 以降のブートローダー生成フロー（Cyclone® V SoC / Arria® V SoC 編）

__.png 参考： SoC EDS v19.1 std / v19.3 pro 以降のブートローダー生成フロー（Arria® 10 SoC 編）

__.png 参考： SoC EDS v19.1 std / v19.3 pro 以降のブートローダー生成フロー（付録：Linux バイナリーのビルド）

 

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