petalinux通过TFTP和NFS启动

TFTP 服务器设置

在主机PC上安装TFTP服务器并检查设置


x
mind@Ubuntu20:~$ sudo apt-get install tftpd-hpa
mind@Ubuntu20:~$ cat /etc/default/tftpd-hpa

# /etc/default/tftpd-hpa
TFTP_USERNAME="tftp" 
TFTP_DIRECTORY="/srv/tftp" 
TFTP_ADDRESS=":69" 
TFTP_OPTIONS="--secure"

在此环境中，服务器目录是/srv/tftp 。

由于此目录是只读的，因此将“--create”添加到TFTP_OPTIONS （如下所示）以使其可写


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mind@Ubuntu20:~$ sudo vi /etc/default/tftpd-hpa

# /etc/default/tftpd-hpa
TFTP_USERNAME="tftp"
TFTP_DIRECTORY="/srv/tftp"
TFTP_ADDRESS=":69"
TFTP_OPTIONS="--secure --create"

TFTP_USERNAME="tftp"，它将以 tftp 权限执行。服务器目录具有 root 权限，因此切换到 tftp。此外，添加写入权限以放置 Petalinux 构建结果映像


xxxxxxxxxx
mind@Ubuntu20:~$ ls -l /srv
total 4
drwxr-xr-x 2 root nogroup 4096 Dec  8 13:11 tftp
mind@Ubuntu20:~$ sudo chown -R tftp /srv/tftp
mind@Ubuntu20:~$ sudo chmod 777 /srv/tftp
mind@Ubuntu20:~$ ls -l /srv
total 4
drwxrwxrwx 2 tftp nogroup 4096 Dec  8 13:11 tftp

上述设置更改将通过重新启动服务器来反映


xxxxxxxxxx
mind@Ubuntu20:~$ sudo service tftpd-hpa restart
mind@Ubuntu20:~$ service tftpd-hpa status
  tftpd-hpa.service - LSB: HPA's tftp server
     Loaded: loaded (/etc/init.d/tftpd-hpa; generated)
     Active: active (running) since Mon 2025-08-25 13:55:37 CST; 43s ago
       Docs: man:systemd-sysv-generator(8)
    Process: 152053 ExecStart=/etc/init.d/tftpd-hpa start (code=exited, status=>
      Tasks: 1 (limit: 6989)
     Memory: 244.0K
     CGroup: /system.slice/tftpd-hpa.service
             └─152063 /usr/sbin/in.tftpd --listen --user tftp --address :69 --s>
lines 1-9/9 (END)

Petalinux 配置（用于 TFTP）

在Petalinux项目中执行系统配置


xxxxxxxxxx
mind@Ubuntu20:~/petalinux_projects/petalinux-mind$ petalinux-config

选择 Image Packaging Configuration ，然后将(/tftpboot) tftpboot 目录更改为 TFTP 服务器目录/srv/tftp ,根文件系统类型，可以选择INITRD或EXT4，我们这里选择的是EXT4

保存退出，然后运行petalinux-config -c u-boot配置 u-boot


xxxxxxxxxx
mind@Ubuntu20:~/petalinux_projects/petalinux-mind$ petalinux-config -c u-boot

选择Command line interface-> Network commands->serverip variable takes precedent over DHCP server IP

保存并退出，此时已设置完成。执行build时，构建结果将放置在 TFTP 服务器目录中。


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mind@Ubuntu20:~/petalinux_projects/petalinux-mind$ petalinux-build
mind@Ubuntu20:/$ ls /srv/tftp/
BOOT.BIN  config    pxelinux.cfg  rootfs.cpio.gz         rootfs.ext4   rootfs.manifest  system.bit  system.dts  u-boot-dtb.bin  u-boot.elf  vmlinux  zynq_fsbl.elf
boot.scr  image.ub  rootfs.cpio   rootfs.cpio.gz.u-boot  rootfs.jffs2  rootfs.tar.gz    system.dtb  u-boot.bin  u-boot-dtb.elf  uImage      zImage

使用 TFTP 启动 Petalinux

按照以下步骤将开发板连接到电脑。步骤与之前基本相同，

将 SD 卡格式化为 FAT32 格式，也可以保留之前的分区配置 (FAT32+EXT4)，只需删除其中的内容即可。
将 SD 卡安装到开发板中
使用 USB 线将连接到 PC（Ubuntu）
将开发板的以太网端口连接到本地网络
打开开发板电源
打开串口调试助手软件检查正在连接的端口
在 Ubuntu 上启动串行终端软件

在此状态下，没有引导加载程序，并且串行控制台上还没有任何输出。要通过 JTAG 启动，在主机 PC 上的 Petalinux 项目目录中运行以下命令：


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#打卡vivado环境变量
mind@Ubuntu20:~/petalinux_projects/petalinux-mind$ source /opt/pkg/Vivado/2021.1/settings64.sh
#将hw_server进程作为守护进程放在后台
mind@Ubuntu20:~/petalinux_projects/petalinux-mind$ hw_server -s tcp::3121 &

#此时hw_server已打开
INFO: hw_server application started
INFO: Use Ctrl-C to exit hw_server application

INFO: To connect to this hw_server instance use url: TCP:Ubuntu20:3121

#将启动日志输出到串行控制台
mind@Ubuntu20:~/petalinux_projects/petalinux-mind$ petalinux-boot --jtag --u-boot --fpga --hw_server-url TCP:Ubuntu20:3121
[INFO] Sourcing buildtools
INFO: Launching XSDB for file download and boot.
INFO: This may take a few minutes, depending on the size of your image.
rlwrap: warning: your $TERM is 'xterm-256color' but rlwrap couldn't find it in the terminfo database. Expect some problems.: Inappropriate ioctl for device
INFO: Downloading ELF file: /home/mind/petalinux_projects/petalinux-mind/images/linux/zynq_fsbl.elf to the target.                                                                                         
INFO: Loading image: /home/mind/petalinux_projects/petalinux-mind/images/linux/system.dtb at 0x00100000                                                                                                    
INFO: Downloading ELF file: /home/mind/petalinux_projects/petalinux-mind/images/linux/u-boot.elf to the target.                                                                                                                                                                                                                                   
INFO: SOC Silicon version is 3.1.

这会将启动日志输出到串行控制台。


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....
DHCP client bound to address 192.168.3.193 (991 ms)
*** ERROR: `serverip' not set
Cannot autoload with TFTPGET
Zynq>

注：当输入petalinux-boot --jtag --u-boot --fpga --hw_server-url TCP:Ubuntu20:3121报错时，需要检查：

设置虚拟机的USB设备的兼容性为USB3.1
打开虚拟机里的用来检测 JTAG 接口的 Xilinx Mind

在此串行控制台上配置 u-boot 以进行 TFTP 启动。


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#在虚拟机里获取ubuntu ip
mind@Ubuntu20:/$ ifconfig
enp0s3: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.3.157  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.3.255
        inet6 fe80::1c4c:bc28:1b9a:bcd2  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 08:00:27:5e:09:4c  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 172349  bytes 20517061 (20.5 MB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 59254  bytes 71921656 (71.9 MB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0


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#在串行控制台上设置服务器（主机PC）的IP地址
Zynq> setenv serverip 192.168.3.157
#在启动时，将执行以下操作
#- 获取主板的 IP 地址（dhcp）
#- 从服务器获取 pxe 启动设置（pxe get）
#- 从服务器获取图像并执行（pxe boot）
Zynq> dhcp;pxe get;pxe boot;

设置已完成。重启开发板，然后再次运行petalinux-boot --jtag --u-boot --fpga --hw_server-url TCP:Ubuntu20:3121。Linux将启动，能够像之前一样登录。

由于dhcp;pxe get;pxe boot;此命令输完是通过DHCP自动分配 IP 地址导致有可能进入linux系统失败，所以可以在此步骤下设置主板IP，必须确保两边的IP地址一样。


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#在串行控制台上设置主板的IP地址
Zynq> setenv ipaddr 192.168.3.193

现在可以使用 TFTP 通过网络启动 Petalinux。这样，每次自定义和运行petalinux-build时就无需将图像放置在 SD 卡上。需要对开发板进行电源循环。

但是，使用此方法，每次启动时都会提取并使用rootfs.cpio.gz.u-boot，并且所做的任何编辑都不会在 Linux 启动后保存。

如果将rootfs设置为位于SD卡的ROOT分区，则编辑的结果将保存在SD卡上。

可以使用 NFS 解决此问题（参见下一部分）：

NFS 服务器设置

在主机PC上安装NFS服务器并创建服务器目录。该目录可以是任何位置。这里我们将使用/srv/nfs 。


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mind@Ubuntu20:~$ sudo apt install nfs-kernel-server
mind@Ubuntu20:~$ sudo mkdir /srv/nfs
mind@Ubuntu20:~$ ls -l /srv/
total 8
drwxr-xr-x 2 root root    4096 8月  25 10:07 nfs
drwxrwxrwx 3 tftp nogroup 4096 8月  22 16:20 tftp

接下来，设置从 NFS 客户端连接的权限。将以下内容添加到/etc/exports的末尾。


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mind@Ubuntu20:~$ sudo vi /etc/exports
#添加的内容
#
#1. /srv/nfs：NFS 服务器目录路径
#2. 192.168.3.193：客户端（开发板）的 IP 地址
#3. 括号中：选项
#
/srv/nfs 192.168.3.193(rw,sync,no_root_squash,no_subtree_check)

上述设置更改将通过重新启动服务器来反映。


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mind@Ubuntu20:~/petalinux_projects/petalinux-mind$ sudo service nfs-server restart
mind@Ubuntu20:~/petalinux_projects/petalinux-mind$ service nfs-server status
  nfs-server.service - NFS server and services
     Loaded: loaded (/lib/systemd/system/nfs-server.service; enabled; vendor preset: enabled)
     Active: active (exited) since Tue 2025-08-26 10:28:14 CST; 10s ago
    Process: 283269 ExecStartPre=/usr/sbin/exportfs -r (code=exited, status=0/SUCCESS)
    Process: 283270 ExecStart=/usr/sbin/rpc.nfsd $RPCNFSDARGS (code=exited, status=0/SUCCESS)

Petalinux 配置（用于 NFS）

在上面配置TFTP的基础上进行
检查 NFS 服务器（主机 PC）支持的版本。


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mind@Ubuntu20:~/petalinux_projects/petalinux-mind$ sudo cat /proc/fs/nfsd/versions
-2 +3 +4 +4.1 +4.2

运行petalinux-config ，选择 Image Packaging Configuration，并将 Root filesystem type 更改为 NFS。将 Location of NFS root directory更改为 NFS 服务器目录/srv/nfs 。

保存并退出，然后运行petalinux-config -c kernel ,File systems -> Network File Systems使能以下内容：

NFS 4.1在NFS 4 使能后显示，NFS 4.2在NFS 4.1 使能后显示

前往 Networking support -> Networking options并启用以下选项。所有选项默认启用。

保存并退出。由于根文件系统更改为 NFS，因此引导参数将会改变。

构建设备树来查看变化：其中包含与 NFS 相关的信息。


xxxxxxxxxx
mind@Ubuntu20:~/petalinux_projects/petalinux-mind$ petalinux-build -c device-tree
[INFO] Sourcing buildtools
[INFO] Building device-tree
[INFO] Sourcing build environment
[INFO] Generating workspace directory
INFO: bitbake virtual/dtb
...
NOTE: Executing Tasks
NOTE: Tasks Summary: Attempted 748 tasks of which 729 didn't need to be rerun and all succeeded.
INFO: Successfully copied built images to tftp dir: /srv/tftp
[INFO] Successfully built device-tree


mind@Ubuntu20:~/petalinux_projects/petalinux-mind$ cat components/plnx_workspace/device-tree/device-tree/system-conf.dtsi 
...
/ {
  chosen {
    bootargs = "console=ttyPS0,115200 earlycon root=/dev/nfs nfsroot=192.168.3.157:/srv/nfs,tcp ip=dhcp rw";
    stdout-path = "serial0:115200n8";
  };
};
...

还需要指定要使用哪个 NFS 版本。将选择的内容复制到system-user.dtsi并添加想要使用的 NFS 版本，此处我们使用4.2版本，在tcp后添加nfsvers=4.2


xxxxxxxxxx
mind@Ubuntu20:~/petalinux_projects/petalinux-mind$ vi project-spec/meta-user/recipes-bsp/device-tree/files/system-user.dtsi
/include/ "system-conf.dtsi"
/ {
        chosen {
                bootargs = "console=ttyPS0,115200 earlycon root=/dev/nfs nfsroot=192.168.3.157:/srv/nfs,tcp,nfsvers=4.2 ip=dhcp rw";
                stdout-path = "serial0:115200n8";
        };
};

现在配置已完成。运行petalinux-build 。

使用 TFTP + NFS 启动 Petalinux

将 rootfs 提取到 NFS 服务器目录。


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$ sudo tar xf images/linux/rootfs.tar.gz -C /srv/nfs/

同样，按照使用TFTP启动Petalinux的步骤，通过虚拟机启动串行控制台
如果先前的环境变量设置已保存，TFTP 启动将继续进行。在下面的倒计时结束之前，在串行控制台上输入任意键即可停止自动启动。


xxxxxxxxxx
Hit any key to stop autoboot:  0
Zynq>

配置server IP(host IP)和启动命令


xxxxxxxxxx
#在串行控制台上设置服务器（主机PC）的IP地址
Zynq> setenv serverip 192.168.3.157
#在启动时，将执行以下操作
#- 获取主板的 IP 地址（dhcp）
#- 从 TFTP 服务器获取 Fit 映像（image.ub）并将其放在 0x10000000（tftpboot 0x10000000 image.ub）
#- 指定映像（地址）并启动 Linux（bootm 0x10000000）
Zynq> setenv bootcmd "dhcp;tftpboot 0x10000000 image.ub;bootm 0x10000000;"

配置已完成。重启开发板并运行petalinux-boot --jtag --u-boot --fpga --hw_server-url TCP:Ubuntu20:3121。Linux将启动，能够像之前一样登录。

由于 rootfs 位于主机 PC 上，因此每次重新启动主板时编辑的内容都不会丢失。