超群天晴

【原创】一步一步学ZedBoard & Zynq(三):使用自带外设IP让ARM PS访问FPGA

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找工作已经告一段落,今天捡起之前丢下的东西,接着做ZedBoard。

这一节的目的是使用XPS为ARM PS处理系统添加额外的IP。从IP Catalog 标签添加GPIO,并与ZedBoard板子上的8个LED灯相连。当系统建立完后,产生bitstream,并对外设进行测试。

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硬件平台:Digilent ZedBoard

开发环境:Windows XP 32 bit

软件:XPS 14.2 +SDK 14.2

一、硬件配置

1、创建硬件工程

启动XPS,创建Lab3工程。因为PS系统和FPGA连接是采用AXI接口,因而选择内部互联类型(Interconnect Type) 为AXI。

选择设计平台为Zynq ZC702

到外设配置界面,系统会默认有GPIO_SW 和 LEDs_4bits 这两个外设,我们不需要,remove之

2、添加AXI GPIO外设

工程建立后,在IP Catalog中,找到General Purpose IO,找到 AXI GPIO,双击添加到系统中。

修改元件实例化名称为axi_LDs,这个名称就是将要实例化连接到PS的元件。将长度改为8,其他默认。

点开Bus Interfaces标签,可以看到系统汇总现在有PS(这里是processing_systems7_0) 、添加的外设axi_LDs 和AXI内部互联总线axi_interconnet_1。可以看到对于 axi_interconnet_1来说,PS是AXI主设备,外设是AXI从设备。

在Port标签,将IO_IF中的GPIO_IO_O(output)设置为External Ports,将Port名称改为LD。LD就是顶层对外的引脚名称

3、设定引脚约束

在project标签中,找到system.ucf约束文件,

将其内容改为

复制代码
1NET LD[0] LOC = T22 | IOSTANDARD=LVCMOS33; #"LD0"
2NET LD[1] LOC = T21 | IOSTANDARD=LVCMOS33; #"LD1"
3NET LD[2] LOC = U22 | IOSTANDARD=LVCMOS33; #"LD2"
4NET LD[3] LOC = U21 | IOSTANDARD=LVCMOS33; #"LD3"
5NET LD[4] LOC = V22 | IOSTANDARD=LVCMOS33; #"LD4"
6NET LD[5] LOC = W22 | IOSTANDARD=LVCMOS33; #"LD5"
7NET LD[6] LOC = U19 | IOSTANDARD=LVCMOS33; #"LD6"
8NET LD[7] LOC = U14 | IOSTANDARD=LVCMOS33; #"LD7"

复制代码

4、点击Generate BitStream,生成bitstream

如果没有错题,控制台会提示信息如下,表明成功生成了FPGA的配置bitstream文件

复制代码
1"*********************************************"
2"Running Bitgen.."
3"*********************************************"
4cd implementation & bitgen -w -f bitgen.ut system &cd ..
5Release14.2-Bitgen P.28xd (nt)
6Copyright (c)1995-2012Xilinx, Inc. All rights reserved.
7PMSPEC -- Overriding Xilinx file 14.2
/ISE_DS/EDK/zynq/data/zynq.acd>
8with local file 14.2/ISE_DS/ISE/zynq/data/zynq.acd>
9Loading deviceforapplication Rf_Devicefromfile'7z020.nph'inenvironment
10C:\Xilinx\14.2\ISE_DS\ISE\;C:\Xilinx\14.2\ISE_DS\EDK.
11"system"isan NCD, version3.2, device xc7z020, package clg484, speed -1
12Opened constraints file system.pcf.
13
14Mon Oct0809:13:572012
15
16Running DRC.
17DRC detected0errors and0warnings.
18Creating bit map...
19Saving bit streamin"system.bit".
20Bitstream generationiscomplete.
21Done!

复制代码

5、将硬件配置导入到SDK,启动SDK。这里需要将bitstream和BMM文件同时包括到SDK中。

二、创建软件程序

为了方便项目管理,在SDK目录下建立sw文件夹,作为workspace

使用新建工程向导。注意,这里使用工程模板为Memory Tests。个人经验是使用Hello World会出现XMD错误,原因不明白,可能是工程的配置不同。

新建工程后,会有几个存储空间测试的文件,我们不需要,删掉。

修改main文件,内容如下

复制代码
//@超群天晴http://www.cnblogs.com/surpassal/
1
#include
2#include"xparameters.h"
3#include"xil_types.h"
4#include"xstatus.h"
5#include"xil_testmem.h"
6#include"xgpio.h"
7#include"platform.h"
8
9voidprint(char*ptr);
10
11intmain()
12{
13staticXGpio LED_Ptr;//定义GPIO指针
14intXStatus;//函数返回状态
15
16init_platform();
17
18print("ZedBoard LAB3: PS_AXI_LDs\n\r");
19print("超群天晴2012年10月7日22:12:31\n\r");
20
21XStatus = XGpio_Initialize(&LED_Ptr,XPAR_AXI_LDS_DEVICE_ID);
22if(XST_SUCCESS !=XStatus)
23print("GPIO INIT FAILED\n\r");
24
25XGpio_SetDataDirection(&LED_Ptr,1,0x00);//通道1;设置方向 0 输出 1输入
26
27XGpio_DiscreteWrite(&LED_Ptr,1,0xaa);
28
29cleanup_platform();
30
31}

在下载软件程序前,需要将bitstream文件烧如FPGA,对FPGA进行配置。在工具栏中Xilinx tools->Program FPGA,也可以使用XPS中的Device Configuration->Download Bitstream等其他配置FPGA的方式。

配置完FPGA后,下载软件程序,可以看到超级终端显示调试信息:

同时,Zedboard上的8个LED亮起

注意:

如果run或者debug软件程序提示

ERROR : Unexpected error while launching program. java.lang.RuntimeException: ERROR: Elf Verify failed at Address: 0x0060d77b
at com.xilinx.sdk.targetmanager.internal.TM.verifyELF(Unknown Source)
at com.xilinx.sdk.debug.core.internal.AppRunner.run(Unknown Source)

则很有可能是因为工程建立的问题,建议使用Memory Tests模板,然后再加以修改

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完整工程下载:

Lab3.rar

Baidu
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