3. SDM启动流程（Boot Flow）：Boot ROM阶段、Bootloader加载、HPS与FPGA配置顺序、安全启动链

Agilex SoC的启动流程由安全设备管理器（SDM）统一编排，分为四个核心阶段：Boot ROM、Bootloader加载、HPS与FPGA配置以及安全启动链验证。整个流程从片上ROM开始，逐级验证并加载后续固件，最终完成HPS子系统与FPGA Fabric的协同初始化。

3.1 启动流程总览

下图展示了SDM主导的完整启动流水线，从芯片上电复位到操作系统启动的四个关键阶段。

3.2 Boot ROM阶段

Boot ROM是芯片上电后执行的第一个固件，固化在SDM内部的只读存储器中。其主要职责包括：

• 硬件初始化：配置PLL、时钟树、基本I/O引脚复用。
• 启动源检测：根据BSEL（Boot Select）引脚或fuse状态，确定从QSPI、NAND、MMC、SD卡或JTAG加载Bootloader。
• Bootloader加载：将Bootloader（如U-Boot SPL）从启动介质拷贝到片上SRAM。
• 安全验证：如果使能安全启动，验证Bootloader的数字签名。

3.3 Bootloader加载

Bootloader是启动流程的第二阶段，通常分为SPL（Secondary Program Loader）和U-Boot proper两级。Agilex HPS支持多种Bootloader方案：

Bootloader加载流程如下：

1. Boot ROM将SPL从启动介质加载到片上SRAM并跳转执行。
2. SPL初始化DDR控制器，将U-Boot proper从存储介质拷贝到DDR。
3. SPL验证U-Boot proper的签名（若安全启动使能），然后跳转到DDR中的U-Boot proper。
4. U-Boot proper初始化更多外设（以太网、USB、SD/MMC等），准备加载操作系统或FPGA配置。

3.4 HPS与FPGA配置顺序

Agilex SoC支持灵活的HPS与FPGA配置顺序，由SDM根据用户配置的配置映像头（Configuration Image Header）决定。三种主要模式如下：

配置顺序的决策逻辑由SDM固件解析配置映像头中的config_order字段决定。下图展示了先HPS后FPGA模式的典型时序：

3.5 安全启动链

安全启动链（Secure Boot Chain）是Agilex SoC可信执行环境的基础。它从Boot ROM开始，逐级验证后续固件的签名，确保只有经过授权的代码才能在芯片上执行。

安全启动链的验证流程如下：

1. 信任根（Root of Trust）：Boot ROM作为不可修改的信任根，内部存储了芯片公钥的哈希值（SHA-256/384）。
2. Bootloader验证：Boot ROM使用存储的公钥验证Bootloader的数字签名（RSA-4096或ECDSA P-384）。
3. FPGA比特流验证：Bootloader或SDM验证FPGA配置比特流的签名，确保比特流未被篡改。
4. 操作系统验证：Bootloader验证操作系统内核或引导加载程序的签名（如UEFI Secure Boot）。

下表总结了安全启动链各阶段的验证机制：

3.6 启动流程总结

Agilex HPS与FPGA协同的SDM启动流程是一个高度集成、安全可控的多阶段过程。关键设计要点包括：

• Boot ROM是信任根，不可修改，负责初始化硬件并加载Bootloader。
• Bootloader提供灵活的启动介质支持和外设初始化，是HPS与FPGA配置的桥梁。
• 配置顺序可根据应用需求选择先HPS、先FPGA或并行模式，由SDM统一调度。
• 安全启动链通过逐级签名验证，确保从Boot ROM到操作系统的完整性和真实性。