【黑金云课堂】FPGA技术教程Linux开发：Petalinux安装

本篇Petalinux安装 ，选自 ALINX 黑金云课堂 FPGA 免费直播课 。该课程由 ALINX 资深工程师团队倾力打造，从 0 到 1 系统化教学，帮助每位工程师跨过 FPGA 开发门槛。

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Petalinux 安装

工具安装

在 Ubuntu 安装环境依赖

sudo  apt-get  update
sudo dpkg --add-architecture i386
sudo apt-get install iproute2 gawk python3  build-essential gcc git make net-tools libncurses-dev tftpd-hpa zlib1g-dev libssl-dev flex bison libselinux1 gnupg wget diffstat chrpath socat xterm autoconf libtool tar unzip texinfo zlib1g-dev gcc-multilib automake zlib1g:i386 screen pax gzip cpio python3-pip python3-pexpect xz-utils debianutils iputils-ping python3-git python3-jinja2 libegl1-mesa-dev libsdl1.2-dev pylint libtinfo5

修改系统默认 shell

sudo dpkg-reconfigure dash  

创建安装目录

sudo  chown  -R  $USER:$USER     /opt
mkdir   -p   /opt/pkg/petalinux/2025.2
sudo  chmod   0755   /opt/pkg/petalinux/2025.2  

确保 en_US.UTF-8 语言集已安装

sudo apt install -y locales
sudo locale-gen en_US.UTF-8 

安装 Petalinux 工具

chmod   +x   petalinux-v2025.2-11160223-installer.run
./petalinux-v2025.2-11160223-installer.run   -d   /opt/pkg/petalinux/2025.2

Petalinux 常用命令讲解

工程创建：petalinux-create project

petalinux-create  project  --template  <PLATFORM>  --name  <PROJECT_NAME>

硬件配置导入：petalinux-config --get-hw-description

petalinux-config  --get-hw-description  <PATH-TO-XSA-FILE>

配置工程：petalinux-config

petalinux-config  -c   <COMPONENT>

petalinux-build  -c   <COMPONENT>

Petalinux 测试工程创建

创建工作目录

mkdir  -p  ~/peta_prj/linuxPsBase/hardware

拷贝 xsa 文件

将 vivado 工程导出的 xsa 文件拷贝到上一步创建的 hardware 目录中

解压离线资源文件

在 Downloads 目录下创建 offline_pkg 目录

将我们提供的离线资源压缩文件 sstate_aarch64_2025.2_11151021.tar.gz 和 downloads_2025.2_11151021.tar.gz 分别解压到 offline_pkg 目录下

配置 petalinux 环境变量

cd   ~/peta_prj/linuxPsBase
source   /opt/pkg/petalinux/2025.2/settings.sh 

创建petalinux工程

petalinux-create  project  --template  zynqMP  --name  petalinux
cd   petalinux

导入硬件信息，初始化 petalinux 工程

petalinux-config   --get-hw-description   ../hardware

配置界面控制说明

导入硬件信息后会进入 petalinux 工程全局配置界面，之后可以通过petalinux-config命令再次进入 在配置界面中，使用键盘的上下方向键控制界面中间蓝色光标移动，使用键盘的左右方向键控制界面底部蓝色光标移动

如果界面中间的光标选中一个选项分支，且界面底部光标选中Select，按下键盘的回车键就会进入该选项分支界面

如果界面底部光标选中Exit，按下回车，会退出当前选项分支界面。如果光标选中Save，则会保存配置到工程中

按下键盘的/，进入配置搜索界面，通过关键词搜索相关配置。在搜索结果界面通过滚轮翻动搜索结果，通过数字键1~9快速跳转到配置选项

配置选项一般可以通过键盘的y键选中，n键取消选中

取消在线编译

进入Yocto Settings ->，取消Enable Network sstate feeds选项

设置离线编译资源路径

进入Yocto Settings -> Local sstate feeds settings ->，修改local sstate feeds url内容为解压出来的离线资源目录 sstate 的路径: /home/alinx/Downloads/offline_pkg/aarch64

进入Yocto Settings ---> Add pre-mirror url --->，修改pre-mirror url path内容为解压出来的离线资源目录 downloads 的路径，并在路径前添加file://: file:///home/alinx/Downloads/offline_pkg/downloads

选择Save保存配置，然后一直选择Exit直到退出配置界面

修改用户设备树文件

修改plnx-proj-root>/project-spec/meta-user/recipes-bsp/device-tree/files下的设备树文件system-user.dtsi

编译 petalinux 工程

petalinux-build

合成启动镜像文件 BOOT.BIN

petalinux-package  boot  --u-boot  --fpga  --fsbl  --force

制作包含 linux 系统启动镜像的 sd 卡

将plnx-proj-root>/images/linux目录下BOOT.BIN、boot.scr、image.ub文件拷贝到 FAT32 格式的 SD 卡中

板卡启动测试

将 SD 卡插入板卡，板卡上拨码设置为 SD 启动模式，通过 usb 线连接板卡 PS_UART 接口和主机的 usb 接口，打开串口终端软件，上电启动

登录系统

等待系统启动完成后，输入用户名（默认用户名是 petalinux）

初次登录会提示设置用户密码，设置完成后进入系统

因为 petalinux 制作的根文件默认为 ram 类型，所以文件系统不能保存文件和配置，即重启后恢复初始状态

使用 petalinux 的 bsp 包，可以方便快速地复现别人验证好的 petalinux 工程，或者导出我们验证好的 petalinux 工程的 bsp 包供他人使用。

创建 bsp 包

petalinux-package  --bsp   -p   ./petalinux/   --output   petalinux.bsp

使用 bsp 包

petalinux-create  project   -n   petalinux   -s   ./petalinux.bsp

配置 SD 卡根文件系统

Petalinux 默认的根文件系统类型是 INITRAMFS，不能保存文件和配置。需要使用 sd 卡挂载根文件系统，制作一个可以保存文件和配置的板载 linux 系统。

进入全局配置界面

petalinux-config

配置 SD 卡根文件系统

进入Image Packaging Configuration ->Root filesystem type选项，选择EXT4 (SD/eMMC/QSPI/SATA/USB)

选择Device node of SD device选项，设置根文件系统路径为/dev/mmcblk1p2

保存配置后，退出配置界面，编译 petalinux 工程，合成 BOOT.BIN 文件

使用 disks 软件对 SD 卡进行分区

将 SD 卡插入读卡器，然后将读卡器插入电脑的 USB 口

在 Ubuntu 的搜索栏中搜索 disks，打开 disks 软件

对 SD 卡重新分区

在 disks 界面中选择 SD 卡对应设备，如果 SD 卡已经有分区，需要点击分区删除图标，将所有分区删除

点击创建分区图标，创建第一个分区，分区大小设置为 1GB，分区名称为 BOOT，分区格式为 FAT

点击创建分区图标，创建第二个分区，分区大小设置为 5GB，分区名称为 ROOTFS，分区格式为 EXT4

点击分区挂载图标，手动挂载 SD 卡的两个新分区到 Ubuntu 系统

解压根文件系统到 SD 卡

sudo   tar   -zxvf   rootfs.tar.gz   -C   /media/alinx/ROOTFS/
sudo   sync

拷贝启动镜像文件到 SD 卡

将 <plnx-proj-root>/images/linux 目录下 BOOT.BIN、boot.scr、image.ub 文件拷贝到 SD 卡的 BOOT 分区

完成拷贝后，在 Ubuntu 系统中弹出 SD 卡

板卡启动测试

将 SD 卡插入板卡，板卡上拨码设置为 SD 启动模式，上电启动

本次启动后系统就能够保存配置和文件了

应用开发工具安装

SDK 生成及安装

进入 rootfs 配置界面

petalinux-config   -c   rootfs

配置组合包选项

packagegroup-xilinx-audio   ---> 	[*] packagegroup-xilinx-audio 
packagegroup-xilinx-gstreamer   ---> 	[*] packagegroup-xilinx-gstreamer 
packagegroup-xilinx-matchbox   ---> 	[*] packagegroup-xilinx-matchbox 
packagegroup-xilinx-multimedia   --->	 [*] packagegroup-xilinx-multimedia 
packagegroup-networking-stack   --->	[*] packagegroup-networking-stack
packagegroup-opencv   --->	 [*] packagegroup-opencv 
packagegroup-xilinx-qt   --->	[*] packagegroup-xilinx-qt 
                     			 [*] populate_sdk_qt5 
packagegroup-xilinx-qt-extended   --->	[*] packagegroup-xilinx-qt-extended
packagegroup-core-x11   --->	 [*] packagegroup-core-x11

配置 GPU 库和 GDB 调试选项

libs   ---> libmali-xlnx   --->	               [*] libmali-xlnx
misc   ---> gdb   --->	               [*] gdb
[*] gdbserver

编译 petalinux 工程

选择Save保存配置，然后选择Exit退出配置界面，编译 petalinux 工程

生成 SDK

petalinux-build    --sdk

安装 SDK

#  创建安装目录
mkdir  -p  /opt/petalinux/2025.2/aarch64
#  安装SDK
./sdk.sh   -d   /opt/petalinux/2025.2/aarch64/

QtCreator 安装及配置

安装 QtCreator 以及 Qt5 的库

sudo   apt   update 
sudo   apt   install  qtcreator  qtbase5-dev
sudo   apt   install  qt5*

打开 QtCreator

qtcreator  & 

添加 SDK 对应的 qmake 版本

在 QtCreator 界面中选择 Tools -> Options，进入配置界面

点击左侧 Kits 栏目，选择上方 Qt Versions 标签页

点击Add...选项，添加 /opt/petalinux/2025.2/aarch64/sysroots/x86_64-petalinux-linux/usr/bin/ 路径下的 qmake 文件

添加 SDK 对应的 C 编译器

选择上方 Compilers 标签页，点击 Add -> GCC -> C

设置 Name 为 GCC_zynqMP，Compiler path 为 /opt/petalinux/2025.2/aarch64/sysroots/x86_64-petalinux-linux/usr/bin/aarch64-amd-linux/aarch64-amd-linux-gcc

添加 SDK 对应的 C++ 编译器 点击 Add -> GCC -> C++ 设置 Name 为 G++_zynqMP，Compiler path 为 /opt/petalinux/2025.2/aarch64/sysroots/x86_64-petalinux-linux/usr/bin/aarch64-amd-linux/aarch64-amd-linux-g++

添加 SDK 对应的 GDB 调试器

选择上方 Debuggers 标签页，点击 Add，添加调试器

设置 Name 为 GDB_ZYNQMP，path 为 /opt/petalinux/2025.2/aarch64/sysroots/x86_64-petalinux-linux/usr/bin/aarch64-amd-linux/aarch64-amd-linux-gdb

点击 Apply，使之前的所有配置生效

添加 SDK 对应的 Kits

选择上方 Kits 标签页，点击 Add，添加新的开发套件

设置 File system name 为 ZynqMP，Compiler C 为 GCC_ZYNQMP，Compiler C++ 为 G++_ZYNQMP

Debugger 为GDB_ZYNQMP，Qt version 为 Qt 5.15.13(system)

点击 Apply，使配置生效，最后点击 OK，完成环境配置

创建 Qt 测试程序

创建 Qt 工程

在 QtCreator 界面中，点击File-> New File or Project

在工程创建界面中保持默认配置，点击 Choose，创建一个 Qt Widgets Application

设置工程的 Name 为 qt_demo，工程位置为/home/alinx/peta_prj/linuxPsBase/app（app目录需自己创建）

Build system、Details、Translation 配置界面保持默认选项

在 Kits 界面中，选择开发套件 ZynqMP

最后在 Summary 界面中点击 Finish，完成工程创建

添加头文件索引

INCLUDEPATH += /opt/petalinux/2025.2/aarch64/sysroots/cortexa72-cortexa53-amd-linux/usr/include 

qt 界面设计

双击mainwindow.ui文件，进入设计界面

拖动设计界面左侧的Push Button组件到主界面，鼠标可以拉伸组件大小，双击组件的文字部分，修改内容为ALINX DEMO

编译 qt 工程

使用ctrl+s保存后，点击界面左下角的锤子图标，编译工程

编译完成后，可以在/home/alinx/peta_prj/linuxPsBase/app/build-qt_demo-ZynqMP-Debug目录下找到可执行程序qt_demo

制作测试 SD 卡

qt 程序运行会依赖新的 rootfs.tar.gz 里的qt库

将 SD卡的 ROOTFS 分区旧文件全部删除，解压新的 rootfs.tar.gz 文件到 SD 卡的 ROOTFS 分区

同步缓存数据后，弹出 SD 卡

执行测试程序

将 SD 卡插入板卡，板卡 dp 接口连接显示器，上电启动

系统启动完成并登录后，在串口终端中输入如下命令，执行 qt 测试程序

export  DISPLAY=:0.0
./qt_demo 

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系列	内容定位
Verilog开发	硬件描述语言基础、逻辑设计、仿真调试
Vitis开发	Zynq软硬件协同、外设驱动、网络协议栈
Linux开发	嵌入式Linux系统移植、驱动编写、应用开发