Debian：DE10-DE10-Nano Kit入門

Tsuneharu_Fuji · October 28, 2023, 7:46am

RobertCNelson Applications Engineer

本記事は、TerasicのIntel Cyclone V SE 5CSEBA6U23I7LNベースのDE10-Nano Kitに関するものです。

入手情報

ボードは以下のとおりです。

Digi-KeyのDE10-Nano Kit をご覧ください。

ベンダーの資料

Terasicの資料：https://www.terasic.com.tw/cgi-bin/page/archive.pl?Language=English&CategoryNo=165&No=1046
Quartus Prime Lite Edition：http://fpgasoftware.intel.com/?edition=lite

基本的要件

OS Virtualization Softwareなしでも、x86 64bitベースのPC上で動作するDebian、Fedora、またはUbuntuの最新リリースがサポートされていることが必要です。
記載されているコマンドの多くは、デフォルトのシェルとして/bin/bashを想定しています。
ARMクロスコンパイラLinaro：https://www.linaro.org
- Linaro Toolchain Binaries：https://www.linaro.org/downloads/
ブートローダ
- 汎用ブートローダDas U-Boot：http://www.denx.de/wiki/U-Boot
- ソースコード：https://github.com/u-boot/u-boot/
Linuxカーネル
- LinuxのMainlineツリー：https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux.git
ARMベースのルートファイルシステム（rootfs）であること。
- Debian：https://www.debian.org

ARMクロスコンパイラGCC

これは、一般的なLinux上で動作するLinaro GCCのビルド済みのバージョン（64ビット）です。申し訳ありませんが、（32ビット）x86のお客様は64ビットへのアップグレードが必要です。
ダウンロード/解凍を行います。

#user@localhost:~$
wget -c https://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/6.5-2018.12/arm-linux-gnueabihf/gcc-linaro-6.5.0-2018.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz
tar xf gcc-linaro-6.5.0-2018.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz
export CC=`pwd`/gcc-linaro-6.5.0-2018.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf-

クロスコンパイラのテストを行います。

#user@localhost:~$
${CC}gcc --version

#Test Output:
arm-linux-gnueabihf-gcc (Linaro GCC 6.5-2018.12) 6.5.0
Copyright (C) 2017 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

ブートローダU-Boot

汎用のブートローダDas U-Boot：http://www.denx.de/wiki/U-Boot
Linux のディストリビューションによっては、ホストのGCCやその他のツールも必要になりますので、Debian/Ubuntuの場合は、ビルドに必要なメタパッケージのインストールから始めてください。
パッチアーカイブ eewiki.net：https://github.com/eewiki/u-boot-patches
ダウンロードを行います。

#user@localhost:~$
git clone -b v2019.07 https://github.com/u-boot/u-boot --depth=1
cd u-boot/

パッチをあてます。

#user@localhost:~/u-boot$
wget -c https://github.com/eewiki/u-boot-patches/raw/master/v2019.07/0001-de0_nano-fixes.patch
 
patch -p1 < 0001-de0_nano-fixes.patch

設定とビルドを行います。

#user@localhost:~/u-boot$
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=${CC} distclean
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=${CC} socfpga_de0_nano_soc_defconfig
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=${CC} u-boot-with-spl.sfp

Linuxカーネル

このスクリプト言語は、カーネル、モジュール、デバイスツリーのバイナリをビルドし、デプロイディレクトリにコピーします。
ダウンロードを行います。

#user@localhost:~$
git clone https://github.com/RobertCNelson/socfpga-kernel-dev ./kernelbuildscripts
cd kernelbuildscripts/

v4.14.x-sama5-armv7（Longterm 4.14.x）の場合は以下のとおりです。

#user@localhost:~/kernelbuildscripts$
git checkout origin/v4.14.x -b tmp

ビルドを行います。

#user@localhost:~/kernelbuildscripts$
./build_kernel.sh

ルートファイルシステム

Debian 11

User	Password
debian	temppwd
root	root

ダウンロードを行います。

#user@localhost:~$
wget -c https://rcn-ee.com/rootfs/eewiki/minfs/debian-11.3-minimal-armhf-2022-04-15.tar.xz

検証を行います。

#user@localhost:~$
sha256sum debian-11.3-minimal-armhf-2022-04-15.tar.xz

#sha256sum output:
575738843651de2962f251447f4742d4f33313d6f7f5edf282a401207f5e6646  debian-11.3-minimal-armhf-2022-04-15.tar.xz

解凍を行います。

#user@localhost:~$
tar xf debian-11.3-minimal-armhf-2022-04-15.tar.xz

マイクロSDカードの設定

対象のデバイスが使用する外付けドライブにアクセスする必要があります。lsblkを実行して、外付けドライブ用に予約されているLinuxデバイスを確認します。

#Example: for DISK=/dev/sdX
lsblk
NAME   MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda      8:0    0 465.8G  0 disk
├─sda1   8:1    0   512M  0 part /boot/efi
└─sda2   8:2    0 465.3G  0 part /                <- Development Machine Root Partition
sdb      8:16   1   962M  0 disk                  <- microSD/USB Storage Device
└─sdb1   8:17   1   961M  0 part                  <- microSD/USB Storage Partition

#Thus you would use:
export DISK=/dev/sdb

#Example: for DISK=/dev/mmcblkX
lsblk
NAME      MAJ:MIN   RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda         8:0      0 465.8G  0 disk
├─sda1      8:1      0   512M  0 part /boot/efi
└─sda2      8:2      0 465.3G  0 part /                <- Development Machine Root Partition
mmcblk0     179:0    0   962M  0 disk                  <- microSD/USB Storage Device
└─mmcblk0p1 179:1    0   961M  0 part                  <- microSD/USB Storage Partition

#Thus you would use:
export DISK=/dev/mmcblk0

マイクロSDカードのパーティションテーブル/ラベルを消去します。

sudo dd if=/dev/zero of=${DISK} bs=1M count=64

パーティションレイアウトを作成します。

util-linux v2.26以降、sfdiskは書き直され、libfdiskに基づくようになりました。

#Check the version of sfdisk installed on your pc is atleast 2.26.x or newer.
sudo sfdisk --version

#Example Output
sfdisk from util-linux 2.27.1

#sfdisk >= 2.26.x
sudo sfdisk ${DISK} <<-__EOF__
1M,1M,0xA2,
2M,,,*
__EOF__

ブートローダをインストールします。

#user@localhost:~$
for: DISK=/dev/mmcblk0
sudo dd if=./u-boot/u-boot-with-spl.sfp of=${DISK}p1
 
for: DISK=/dev/sdX
sudo dd if=./u-boot/u-boot-with-spl.sfp of=${DISK}1

パーティションをフォーマットします。

for: DISK=/dev/mmcblkX
sudo mkfs.ext4 -L rootfs ${DISK}p2
 
for: DISK=/dev/sdX
sudo mkfs.ext4 -L rootfs ${DISK}2

パーティションをマウントします。
ほとんどのシステムでは、これらのパーティションは自動的にマウントされるはずです。

sudo mkdir -p /media/rootfs/
 
for: DISK=/dev/mmcblkX
sudo mount ${DISK}p2 /media/rootfs/
 
for: DISK=/dev/sdX
sudo mount ${DISK}2 /media/rootfs/

カーネルとルートファイルシステムのインストール

カーネルのバージョンは日常的に変わる可能性がありますので、新しいユーザーのために、この記事に掲載されているカーネルビルド用のスクリプトは、どのカーネルバージョンがビルドされたかを示すヒントを与えてくれます。

-----------------------------
Script Complete
eewiki.net: [user@localhost:~$ export kernel_version=5.X.Y-Z]
-----------------------------

この「export kernel_version=4.X.Y-Z」をお使いのビルド/デスクトップ環境に正確にコピー＆ペーストし、Enterキーを押すと、あとで使用する環境変数が作成されます。

export kernel_version=5.X.Y-Z

ルートファイルシステムのコピー

#Debian; Root File System: user@localhost:~$
sudo tar xfvp ./debian-*-*-armhf-*/armhf-rootfs-*.tar -C /media/rootfs/
sync

extlinux.confの設定

#user@localhost:~$
sudo mkdir -p /media/rootfs/boot/extlinux/
sudo sh -c "echo 'label Linux ${kernel_version}' > /media/rootfs/boot/extlinux/extlinux.conf"
sudo sh -c "echo '    kernel /boot/vmlinuz-${kernel_version}' >> /media/rootfs/boot/extlinux/extlinux.conf"
sudo sh -c "echo '    append root=/dev/mmcblk0p2 ro rootfstype=ext4 rootwait quiet' >> /media/rootfs/boot/extlinux/extlinux.conf"
sudo sh -c "echo '    fdtdir /boot/dtbs/${kernel_version}/' >> /media/rootfs/boot/extlinux/extlinux.conf"

カーネルイメージのコピー

カーネルイメージをコピーします。

#user@localhost:~$
sudo cp -v ./kernelbuildscripts/deploy/${kernel_version}.zImage /media/rootfs/boot/vmlinuz-${kernel_version}

カーネルデバイスツリーバイナリのコピー

#user@localhost:~$
sudo mkdir -p /media/rootfs/boot/dtbs/${kernel_version}/
sudo tar xfv ./kernelbuildscripts/deploy/${kernel_version}-dtbs.tar.gz -C /media/rootfs/boot/dtbs/${kernel_version}/

カーネルモジュールのコピー

#user@localhost:~$
sudo tar xfv ./kernelbuildscripts/deploy/${kernel_version}-modules.tar.gz -C /media/rootfs/

ファイルシステムテーブル（/etc/fstab）

#user@localhost:~/$
sudo sh -c "echo '/dev/mmcblk0p2  /  auto  errors=remount-ro  0  1' >> /media/rootfs/etc/fstab"

マイクロSD/SDカードの取り外し

sync
sudo umount /media/rootfs