本文章参考ug585和ug821。
一、启动流程
1.1 BOOTROM启动
BOOTROM是固化在SOC内部的一个程序或代码。上电后BOOTROM立刻启动工作。
第一步，初始化QSPI、SD卡等外设；
第二步，从存储介质中读取BOOT.BIN文件，并对BOOT.BIN进行解析；（BOOT.BIN中一般包含FSBL文件、裸机程序（或U-BOOT）、FPGA bit文件）；
第三步，从BOOT.BIN中解析出FSBL代码段的地址和大小等信息，将FSBL代码段拷贝到SOC内部SRAM中，启动FSBL运行。
1.2 FSBL启动
FSBL文件，一般包含在BOOT.BIN文件内，主要用于启动U-BOOT（或用户裸机程序）和加载FPGA代码。需要注意的是，FSBL文件可以由用户自定义修改，vitis IDE中提供了源码。
第一步，初始化SD卡和QSPI等外设；
第二步，初始化DDR芯片；
第三步，先加载FPGA bit程序（FPGA工作），再启动用户裸机程序（或启动U-BOOT）。
1.3 U-BOOT启动
U-BOOT一般由U-BOOT官网、SOC厂家或者板卡厂家提供，主要用于linux等系统内核的启动工作。U-BOOT也可以由用户自定义修改移植。
U-BOOT中，包含了SD卡、QSPI等外设的驱动程序，也包含IIC、文件系统、网络相关协议的驱动。
1.4 程序运行
linux内核运行。
二、文件格式解析
使用Vitis IDE软件可以生成BOOT.BIN文件。BOOT.BIN中，包含了FSBL镜像+U-BOOT镜像（或者裸机程序）+bit文件。
BOOTROM程序搜索BOOT.BIN时，按照下图方式进行搜索。首先搜索0x0地址下，是否包含image ID，若没有，则地址累加0x8000继续寻找，地址最大不超过规定地址（比如QSPI，地址偏移不能超过16MB）。
搜索到BOOT.BIN的头后，按照格式进行解析。
2.1 BOOTROM header的格式
解释如下：
| 偏移起始地址 | 名称 | 字节数目 | 数值 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| 0x000 | 中断向量表 | 32字节 | / | 中断向量表 |
| 0x020 | 宽度检测 | 4字节 | 0xAA995566 | 用于检测QSPI数据宽度 |
| 0x024 | 镜像ID | 4字节 | 0x584C4E58 | Image ID，其ASCII码为XLNX |
| 0x028 | 加密状态 | 4字节 | 0xA5C3C5A3或0x3A5C3C5A | 加密与否. 其余数值：未加密 |
| 0x02C | FSBL或用户定义 | 4字节 | / | FSBL或用户定义，忽略 |
| 0x030 | 源偏移 | 4字节 | / | 表示从有效的BOOTROM头开始到FSBL镜像或者用户代码之间的地址偏移量，该数值必须大于等于0x8C0 |
| 0x034 | 镜像长度 | 4字节 | / | FSBL的长度，指示BOOTROM拷贝FSBL的长度 |
| 0x038 | FSBL加载地址 | 4字节 | / | 将FSBL拷贝到OCM(片内SRAM)的哪个地址，一般为0x0 |
| 0x03C | 执行位置 | 4字节 | / | FSBL在OCM中的运行地址，一般为0x0. |
| 0x040 | 总的镜像长度 | 4字节 | / | FSBL的长度，指示BOOTROM拷贝FSBL的长度。一般与0x34地址的信息保持一致。 |
| 0x044 | QSPI配置字 | 4字节 | 0x00000001 | 固定字节 |
| 0x048 | 校验和 | 4字节 | / | 将0x020~0x047地址的数据按照32bits长度相加，再取反即可。若相加后数据超过32bits，取低32bits取反。 |
| 0x04C~0x097 | FSBL或用户定义 | 84字节 | / | FSBL或用户定义，忽略 |
| 0x098 | Image header table | 4字节 | / | Image header table的位置，位置偏移量，具体观看ug585 |
| 0x9C | Partition header table | 4字节 | / | Partition header table的位置，位置偏移量，具体观看ug585 |
| 0x0A0~0x89F | 寄存器初始化 | 2048字节 | / | 寄存器初始化的参数 |
| 0x8C0 | / | / | / | FSBL/用户代码必须大于等于此地址 |
2.2 FSBL程序
BOOT.BIN头部中，记录里FSBL代码的位置，大小，以及FSBL在SRAM中中的加载地址、执行地址。
偏移地址0x30，指示了FSBL代码在BOOT.BIN文件中的位置偏移量
偏移地址0x34,指示了FSBL代码的长度。
偏移地址0x38，指示了FSBL代码在SRAM中的加载地址。
BOOTROM代码解析到这些信息之后，就会读取FSBL程序，拷贝到SRAM中，进行启动运行。
2.3 BIT文件和U-BOOT（裸机程序）
BOOTROM启动完FSBL之后，其工作就完成，剩下的工作由FSBL程序完成。FSBL代码运行之后，负责从BOOT.BIN中找到U-BOOT镜像和bit文件，，然后把bit文件加载到PL侧，然后启动U-BOOT。
这里涉及到三个数据表：image header table 、 partition header table以及image header。
Image header table仅有1个。partition header table和image header成对出现，有多少个镜像，就有对少对可以有多个，有多少个镜像，就有多少个（比如bit文件即算一个镜像，u-boot也算一个镜像，裸机程序也算一个镜像）。
参考ug821文档。
2.3.1 image header table
解释如下：
| 地址偏移 | 名称 | 字节数目 | 数值 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| 0x0 | 版本号 | 4字节 | 0x01020000 | 固定值 |
| 0x4 | 镜像header的数量 | 4字节 | / | 比如此处为3，即包含fsbl镜像，bit镜像，u-boot镜像 |
| 0x8 | 第一个partition header table的偏移量 | 4字节 | / | 注意，以word为单位，即4个字节 |
| 0xC | 第一个image header的偏移量 | 4字节 | / | 注意，以word为单位，即4个字节 |
| 0x10 | Header authentication的偏移量 | 4字节 | / | 注意，以word为单位，即4个字节 |
| 0x1C | 填充 | / | / | 使用0xFF填充，使image header table凑足64字节 |
2.3.2 image header
解释如下：
| 地址偏移 | 名称 | 字节数目 | 数值 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| 0x0 | 下一个image header的偏移 | 4字节 | / | 下一个image header的字偏移，如果此image header是最后一个，则此处应该为0。注意，以word为单位，即4个字节 |
| 0x4 | 相关联的partition header table的偏移 | 4字节 | / | 注意，以word为单位，即4个字节 |
| 0x8 | Partition count | 4字节 | 0x0 | 总是0 |
| 0xC | Image name length | 4字节 | / | 实际分区计数值 |
| 0x10 | Image name | N字节 | / | image名称，ASCII码，大端模式存储 可能为FSBL/u-boot/bit文件镜像 |
| / | 字符串终止符 | 4字节 | 0x0 | / |
| / | 填充 | / | 0xFF | 使用0xFF填充，使image header 凑足64字节的整数倍 |
2.3.3 partition header table
含有的信息主要有：镜像的大小、镜像的地址，加载到的SRAM地址、运行的SRAM地址等。
解释如下：
| 地址偏移 | 名称 | 字节数目 | 数值 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| 0x0 | 加密分区的数据长度 | 4字节 | / | 注意，以word为单位，即4个字节 |
| 0x04 | 未加密分区的数据长度 | 4字节 | / | 注意，以word为单位，即4个字节 例如该分区是u-boot分区，则指示了u-boot的长度。 |
| 0x08 | 加密+填充+扩展+身份验证的数据总长度 | 4字节 | / | / |
| 0x0C | 目的加载地址 | 4字节 | / | 该分区加载到SRAM的地址 |
| 0x10 | 目的运行地址 | 4字节 | / | 加载到SRAM后，该分区的SRAM运行地址 |
| 0x14 | 镜像偏移地址 | 4字节 | / | 该分区在整个BOOT.BIN文件中的偏移地址，从该地址读取分区程序。 注意，以 |
| 0x18 | 属性位 | 4字节 | / | / |
| 0x1C | 分区计数 | 4字节 | / | / |
| 0x20 | 校验字的偏移地址 | 4字节 | / | / |
| 0x24 | Partition header tablel对应的image header的地址 | 4字节 | / | 注意，以word为单位，即4个字节 |
| 0x28 | 加密相关字段 | 4字节 | / | / |
| 0x2C | 未定义 | 4字节 | 0x00 | / |
| 0x30 | 未定义 | 4字节 | 0x00 | / |
| 0x34 | 未定义 | 4字节 | 0x00 | / |
| 0x38 | 未定义 | 4字节 | 0x00 | / |
| 0x3C | 校验和 | 4字节 | / | / |