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

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。

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

NET LD[0] LOC = T22 | IOSTANDARD=LVCMOS33; # "LD0"

NET LD[1] LOC = T21 | IOSTANDARD=LVCMOS33; # "LD1"

NET LD[2] LOC = U22 | IOSTANDARD=LVCMOS33; # "LD2"

NET LD[3] LOC = U21 | IOSTANDARD=LVCMOS33; # "LD3"

NET LD[4] LOC = V22 | IOSTANDARD=LVCMOS33; # "LD4"

NET LD[5] LOC = W22 | IOSTANDARD=LVCMOS33; # "LD5"

NET LD[6] LOC = U19 | IOSTANDARD=LVCMOS33; # "LD6"

NET LD[7] LOC = U14 | IOSTANDARD=LVCMOS33; # "LD7"

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

"*********************************************"

"Running Bitgen.."

"*********************************************"

cd implementation & bitgen -w -f bitgen.ut system & cd ..

Release 14.2 - Bitgen P.28xd (nt)

Copyright (c) 1995-2012 Xilinx, Inc. All rights reserved.

PMSPEC -- Overriding Xilinx file

with local file

Loading device for application Rf_Device from file '7z020.nph' in environment

C:Xilinx14.2ISE_DSISE;C:Xilinx14.2ISE_DSEDK.

"system" is an NCD, version 3.2, device xc7z020, package clg484, speed -1

Opened constraints file system.pcf.



Mon Oct 08 09:13:57 2012



Running DRC.

DRC detected 0 errors and 0 warnings.

Creating bit map...

Saving bit stream in "system.bit".

Bitstream generation is complete.

Done!

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

#include

#include "xparameters.h"

#include "xil_types.h"

#include "xstatus.h"

#include "xil_testmem.h"

#include "xgpio.h"

#include "platform.h"



void print(char *ptr);



int main()

{

static XGpio LED_Ptr;//定义GPIO指针

int XStatus;//函数返回状态



init_platform();



print("ZedBoard LAB3: PS_AXI_LDs ");

print("超群天晴 2012年10月7日22:12:31 ");



XStatus = XGpio_Initialize(&LED_Ptr,XPAR_AXI_LDS_DEVICE_ID);

if(XST_SUCCESS != XStatus)

print("GPIO INIT FAILED ");



XGpio_SetDataDirection(&LED_Ptr, 1,0x00);//通道1；设置方向 0 输出 1输入



XGpio_DiscreteWrite(&LED_Ptr, 1,0xaa);



cleanup_platform();



}

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