Zedboard & Zynq 图像采集 视频开发 (四) Linux 系统搭建&Frame Buffer设计

前面说到Zynq采集到视频数据，通过AXI4总线传输到DDR，这样PS就可以对视频数据进行操作了。

Zynq内部集成Cortex-A9 ARM 双核，PL部分的硬件模块可以作为ARM的外设，这样对于产品的开发提供了很大的灵活性。

有这么强大的ARM，当然要跑Linux，在Zynq上跑Linux已经不是什么神秘新鲜的事儿了，神马环境搭建，怎么编译UBOOT，怎么编译内核，设备树等，网上都有大片的教程，我这里就不再说了，如果有神马问题，可以加我QQ（707200828），当然我也不是神马大神，只是抱着有问题大家互相讨论的态度而已。

闲话少说，本文的主要内容是介绍一下在Zynq跑Linux的前提下，如果PL有数据要传送到DDR或者PS要将产生的数据传送给PL即DMA传输方式，涉及到DDR内存分配问题，这样的设计应该从何下手，当然这种情况不一定都是用在视频图像方面。

一般人都会有的想法，而且我也曾经有过的想法就是在Linux应用程序中调用malloc，动态申请一块内存，然后通知PL，让其把数据传送到这块内存中，乍一看，貌似很有道理，但是稍微想一下就会明白，这样是行不通的（笔者的意思是不在对这块内存再做其他处理，比如反映射等的情况下），为啥捏，这是因为Linux中的内存地址都是经过内存映射的，是虚拟地址，并不是真正的物理地址，而PL传输数据到DDR ，是需要知道传送的物理地址的，这样便不能直接使用malloc返回的内存地址作为DMA传输的源和目的地址（而且通常情况下，经过映射之后的地址都会超出实际DDR的物理地址）

当然还有人会说，能不能把malloc返回的内存地址进行反映射得到物理地址呢，笔者也试图寻找办法实现这个目的，但由于修为还不够，所以还没有找到办法。但是有一点，我觉得（强调：是我觉得，可能是不对的），在内核中进行内存的申请有可能可以实现动态内存的DMA传输，对于这一点，笔者还会继续研究下去。

笔者认为比较好可行的方案就是，把DDR进行分块，前半块分给Linux用，后半块分给PL部分用以及PS与PL数据交互用。我现在工作中使用到的海思的3516系列视频芯片就是这种结构，一片DDR内存，只有低64MB分给Linux使用，剩余的高位空间则是用于视频编码，处理，数据交互使用。

目前我的DDR分区是这样的，Zedboard一共有512MB内存，前448MB分给Linux使用，后64MB分给PL使用。文件系统使用的是ext4 sd卡上面的文件系统，而不是ramdisk。

具体操作步骤：

1. 修改UBOOT，我用的UBOOT是u-boot-digilent-2012.04-digilent-13.01，进入到目录

打开文件zynq_zed.h，在第99行

/*
 * Physical Memory map
 */
#define PHYS_SDRAM_1_SIZE (512 * 1024 * 1024)

这里定义DDR的物理大小，将宏#define PHYS_SDRAM_1_SIZE (512 * 1024 * 1024) 修改为#define PHYS_SDRAM_1_SIZE (448* 1024 * 1024)

2. 修改device-tree，将ddr部分修改如下

ps7_ddr_0: memory@0 {
    device_type = "memory";
    reg = < 0x0 0x1C000000 >;
};

bootargs修改如下：

bootargs = "console=ttyPS0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rw earlyprintk mem=448M rootfstype=ext4 rootwait devtmpfs.mount=0";

3. 内核，文件系统不需要修改

上面都做完以后，把生成文件都拷到sd卡，启动Zedboard，在终端输入 top命令

计算一下，Linux使用的内存就是448MB，剩下的64MB就可以分给PL使用了