欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页  >  IT编程

Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

程序员文章站 2022-06-24 09:30:00
本次介绍用Vivado构建Zedboard开发板的硬件平台+SDK开发应用程序(Zedboard裸机开发) ......

  本次介绍用Vivado构建Zedboard开发板的硬件平台+SDK开发应用程序(Zedboard裸机开发)

过程如下:

一、运行Vivado,建立新工程

  指定好工程路径,下一步,选择RTL Project,勾选“Do not specify sources at this time”(先不添加源文件和引脚约束)

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  接下来选择对应的开发板,勾选Board,选择Zedboard XXXX

   Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  最后的界面显示了新建工程的相关信息:

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  点击finish完成。

二、添加处理器zynq-7000(IP)内核

  点击左侧菜单栏Flow Navigator->IP Intergrstor->Create Block Design

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  填上名字,选好所在文件夹(其实就是下图的Sources)

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  点击开发界面中的Add IP的加号,通过输入关键词来搜索需要添加的IP核

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  选中IP核后,系统会以图形界面的形式把IP核显示出来:

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  点击上图浅绿色条带中的Run Block Automation

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  勾选apply board preset,将这个IP核相关的输入/输出信号映射到芯片具体的引脚上,并添加必要的约束。

  点击OK按钮后启动自动化,完成后结果如下图:

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  通过双击图中的IP核(图案会变成橙色)可以更改其内部配置。

  默认状态下使能了M_AXI_GP0,可以将PL部分带AXI从接口的IP连接到PS进行控制。这里我们暂时不用到PL部分,所以把其禁用,否则验证设计时会报错。双击方块,见下图

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  完成配置后,右击图案,选择“Validate Design”进行规则检查。

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  如果没错误则出现以下提示:

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  接下来是生成输出文件并封装成HDL形式

  为上述添加的模块生成相关的综合、实现及仿真文件,点击Flow Navigator->IP Intergrstor->Generator Block Design

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  生成输出文件后,将其封装成顶层HDL文件,Source窗口右击core(添加的IP核名字),选择Create HDL  Wrapper

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  完成后,Source窗口多了一个HDL文件Core_wrapper.v

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  至此,我们完成了一个IP核的内部设计并将其封装成基本的HDL形式(可以作为一个模块被其他设计调用),接下来就可以进行RTL分析、综合、实现和生成硬件比特流文件

  下一步,我们将生成比特流文件:

  左侧导航栏Flow Navigator->Program and Debug->Generate Bitstream,如果之前没有进行综合和实现,则系统会提示是否进行,点击yes即可。

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

 

三、使用SDK完成软件开发

  在上一步中我们已经完成了处理器硬件架构的设计,如果此时将比特流文件下载到ZYNQ-7000芯片内部,则此时的芯片将是一款用户自己定制的处理器,但它还缺乏软件程序。

  这一节,我们将硬件平台信息导入到SDK 

  打开工程core,选择IMPLEMENTATION(这一步是必须的,否则后面会报错)

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World 

  接着File->Exprot->Exprot Hardware for SDK,将硬件平台信息、硬件比特文件全部导入SDK平台并打开SDK软件(打开后SDK的system.hdf就是)

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  注意勾选加入比特流文件

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  生成完成好,我们就完成了硬件平台的构建,下一步就是进入SDK进行应用软件开发了。

  File->Launch SDK,SDK开始运行。

  左侧栏可以看到硬件平台信息已经被导入。

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  下一步是创建BSP(板级驱动包)和Application Project(应用程序)

  BSP是在硬件平台上运行程序必不可少的组件,在SDK中选择File->New->Board Support Package

   Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  *裸机开发选standalone

  点击finish以后会出现新创建BSP的配置信息:

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  这里我们默认配置即可,点OK

  接下来就是建立应用工程,在SDK中选择File->New->Application Project

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  命名和选择信息,完成后点击Next,

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  选择Hello World作为工程模板,Finish。这时左侧的工程浏览器就出现了刚刚建立的工程文件夹,下拉菜单src中找到helloworld.c,双击就可以编辑了 

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  编辑好代码,点击保存Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World,然后编译Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

   在console中查看编译报告,如果没有出现错误,则编译成功。下一步就可以连接Zedboard进行板级调试了。

 

四、进行板级调试

  完成应用程序的编写并编译成功以后,下一步便是连接PC和Zedboard进行调试。

  首先需要2根Micro-USB连接线,分别连接J14(UART)和J17(JTAG),如下图所示。  

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  这里稍微说明下J14和J17两个接口的作用:

    (1)J14是USB转UART串口,在这里是用来输出板卡的信息的(比如最简单是输出“Hello World”语句,要连接这条线才能在SDK的Console中显示)

    (2)J17是USB-JTAG配置端口,用来配置板卡信息

  连接好线后,将跳帽JP7-11全部接地(进入JTAG模式),如下图所示:

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  接通Zedboard电源,打开电源开关ON,通过PC的“设备管理器”,查看端口。

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  注意要辨别哪个COM端口是UART的,后面要用到。

  回到SDK,右击工程lidar->Run As->Run configurations

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  双击Xilinx C/C++ application(GDB),出现“工程名 Debug”,选中后选中右侧的STDIO Connection页

  勾选"connect STDIO xxxx",将Port下拉选中UART对应的COM号(比如我的是COM4),下面是数值设置为115200,点击Apply然后Close

  Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

  设置好以后,我们就可以开始板级调试了,点击菜单栏的Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World按钮进入Run模型(当然在上面你Apply之后直接点Run也是一样的效果)

   Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

   *如果是要一步一步调试,则点击Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World按钮,进入Debug模式。

  *可能会提示没有配置FPGA,跳过就好。

  通过Console就可以查看输出了。

   Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一:Hello World

   至此,一个简单的应用程序就完成了。

  回顾一下,整个流程下来包括了以下几个阶段:

    1.搭建硬件平台(在vivado中进行)

    2.将硬件平台信息(包括比特流文件)导入SDK

    3.在SDK中建立驱动包和应用工程

    4.连接PC和开发板,进行板级调试