petalinux

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petalinux

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当用户需要创建 PetaLinux 工程、配置 Linux 内核/rootfs/U-Boot、编写设备树（system-user.dtsi）、添加自定义应用程序 recipe、构建嵌入式 Linux 镜像、打包 BOOT.BIN 启动镜像、生成 WIC SD 卡镜像、部署到 SD 卡/QSPI、通过 QEMU 仿真启动、通过 JTAG 下载调试、动态加载 FPGA 比特流、或解决 PetaLinux 构建/版本问题时使用此技能。涵盖 petalinux-create、petalinux-config、petalinux-build、petalinux-package 全流程命令。当用户提及嵌入式 Linux、Yocto、meta-user、kernel config、rootfs 配置、u-boot、FSBL、PMU firmware、ATF、FIT image、设备树覆盖或 Zynq/MPSoC/Versal Linux 系统构建时触发。如需生成 XSA 文件使用 vivado-synth 和 vivado-impl，如需编写时序约束使用 vivado-constraints，如需硬件调试使用 vivado-debug，如需 PYNQ 镜像构建使用 pynq。

PetaLinux 开发决策指南

PetaLinux 是 Xilinx 基于 Yocto Project 的嵌入式 Linux 开发工具，专用于 Zynq/MPSoC/Versal 平台。此技能提供流程决策引导，完整命令语法和示例请参阅 REFERENCE.md。

何时使用此技能

• 需要从 Vivado XSA 文件创建 PetaLinux 工程
• 需要从官方 BSP 创建 PetaLinux 工程
• 需要配置 Linux 内核驱动和功能
• 需要定制 rootfs 包含的软件包
• 需要编写设备树覆盖（system-user.dtsi）添加自定义硬件节点
• 需要添加自定义应用程序到 rootfs
• 需要构建和打包 BOOT.BIN 启动镜像
• 需要生成 WIC 格式 SD 卡镜像
• 需要部署镜像到 SD 卡
• 需要 QEMU 仿真测试
• 需要 JTAG 下载和调试
• 需要 Linux 运行时动态加载 FPGA 比特流
• 遇到 PetaLinux 构建错误或版本不匹配问题

工作流决策

选择工程创建方式

场景	命令	适用
已有 Vivado 导出的 XSA	petalinux-create --type project --template zynqMP --name <proj> + petalinux-config --get-hw-description=<xsa>	自定义硬件设计
有官方板卡 BSP	petalinux-create --type project -s <board.bsp>	官方开发板，快速启动
已有工程更换硬件	petalinux-config --get-hw-description=<new.xsa>	硬件升级，保留配置

选择 rootfs 类型

类型	menuconfig 位置	特点	适用
INITRD	Image Packaging → Root filesystem type → INITRD	rootfs 在 RAM，启动快	快速启动、开发调试
EXT4	Image Packaging → Root filesystem type → EXT4	rootfs 在 SD 卡第 2 分区	生产部署
NFS	Image Packaging → Root filesystem type → NFS	rootfs 网络挂载	开发阶段快速迭代

选择构建范围

需求	命令	耗时
首次完整构建	petalinux-build	30-90 分钟
仅改内核配置	petalinux-build -c kernel	数分钟
仅改设备树	petalinux-build -c device-tree	< 1 分钟
仅改 rootfs	petalinux-build -c rootfs	数分钟
仅改自定义应用	petalinux-build -c <app-name>	很快
仅 U-Boot	petalinux-build -c u-boot	数分钟
强制重建某组件	petalinux-build -c <component> -x distclean && petalinux-build -c <component>	取决于组件

选择部署方式

方式	命令	适用
WIC 镜像	petalinux-package --wic --wic-extra-args "-c gzip" → dd 写入 SD 卡	最简单，推荐
手动分区	独立复制 BOOT.BIN、image.ub、rootfs	需要完全控制分区布局
QEMU	petalinux-boot --qemu --kernel	无硬件时的功能验证
JTAG	petalinux-boot --jtag --kernel --fpga <bit>	硬件调试

选择动态加载 bitstream 方式

方式	适用	工具
BOOT.BIN 包含 bitstream	bitstream 固定，启动即加载	petalinux-package --boot --fpga <bit>
Linux 运行时加载	需要多 bitstream 切换	echo <bit> > /sys/class/fpga_manager/fpga0/firmware
PYNQ Overlay 加载	Python 生态，动态管理 PL	使用 pynq skill

完整流程

XSA（来自 Vivado）→ 创建工程 → 配置（系统/内核/rootfs/设备树）→ 构建 → 打包 → 部署

详细命令和完整 8 阶段示例见 REFERENCE.md。

关键规则

1. PetaLinux 版本必须与 Vivado 版本完全一致（如均用 2024.2），否则 petalinux-config 报 XSA 版本不匹配
2. 每次新终端都需要 source /path/to/petalinux/<version>/settings.sh 设置环境
3. 设备树定制使用 system-user.dtsi 覆盖文件，不要直接修改 ./components/plnx_workspace/ 下自动生成的文件
4. 构建主机需要 Linux（Ubuntu 20.04/22.04 推荐），需安装 gawk/python3/gcc-multilib/build-essential 等依赖包

相关技能

• vivado-synth — 生成 PetaLinux 工程所需的 XSA（含 bitstream）的综合流程
• vivado-impl — 布局布线和 bitstream 生成，导出硬件描述文件
• vivado-constraints — 为 Vivado 硬件设计编写时序和物理约束
• vivado-debug — 通过 JTAG 调试硬件、ILA/VIO 观测信号
• pynq — 如果目标是构建 PYNQ 镜像而非纯 PetaLinux，使用 pynq skill
• vivado-tcl — 自动化 Vivado 构建和 XSA 导出流程