vivado 创建PS工程

前言

本文简要介绍在vivado中创建PS工程。单纯使用zynq芯片的PS部分就像使用普通ARM芯片一样，只是多了建立Zynq硬件系统这一个步骤。vivado创建PL工程参见此处

新建工程

与vivado 创建FPGA工程相同

建立Zynq硬件系统

新建块设计

添加zynq处理器IP核

自动配置

添加一个GPIO IP核，同样自动配置，然后在空白处右击选择Regenerate Layout，重新布局

可以将GPIO核改名为LED，核的端口也改为LED

配置

双击zynq核进行配置，此处不需要配置
双击GPIO核，将端口设为输出，因为vivado有ZedBoard的信息，所以不用自己配置IP configuration

新建约束文件

生成顶层文件

先右击system → Generate Output Products → Generate
再右击system → Create HDL Wrapper → OK
Vivado会为IP子系统生成一个顶层文件，以便对该系统进行综合、实现并生成比特流

生成比特流

工程配置完成，点击左下侧Generate Bitstream生成比特流，点击Yes。若没有其他错误，比特流生成完成。

外设地址

硬件工程设计好之后，可在以下窗口中看到系统分配给外设的地址

将硬件工程导出到SDK

VIVADO -> File → Export Hardware 导出硬件到SDK，打钩，包括比特流，点击OK

新建软件工程

注意点next选择empty application

新建.c源文件

录入代码

//点亮灯，需要流水灯代码请自行修改
#include "xparameters.h"
#include"xgpio.h"
#define LED_CHANNEL 1
XGpio GpioOutput;
int main()
{
	XGpio_Initialize(&GpioOutput,XPAR_LED_DEVICE_ID);
	XGpio_SetDataDirection(&GpioOutput,LED_CHANNEL,0x0);
	while (1)
	{
		XGpio_DiscreteWrite(&GpioOutput,LED_CHANNEL,0xFF);//点亮全部LED灯
	}
}

下载

回到Vivado，program device

再到SDK，运行

效果

说明

bsp是与硬件配置有关的板级支持包，可以方便调用bsp包内的函数实现对外设的控制，而不用关心底层驱动实现。
.elf文件是生成的可执行文件

关于处理器系统

Zynq搭载的是一颗双核ARM-Cortex-A9处理器，是一颗“硬”处理器，而Xilinx MicroBlaze是由可编程逻辑组成的“软”处理器，MicroBlaze也可以在Zynq芯片上实现

上图绿框是应用处理单元(APU),包含两个ARM核等处理资源。NEON引擎实现了单指令多数据功能来实现DSP类算法的加速，NEON指令是对ARM指令集的扩展，可以直接使用。浮点扩展(FPU)则实现了浮点运算的硬件加速

zynq的GPIO

zynq的GPIO实现方式有三种：MIO、EMIO、AXI_GPIO。PS通过这三种GPIO和外部接口通信。上面例子点亮LED灯使用的是AXI_GPIO，是一个IP核，消耗PL逻辑资源和PL管脚资源，挂载在AXI总线上，通过AXI总线地址访问。MIO直接和PS相连接，不消耗PL资源，共有54个。EMIO接口位于PS和PL之间，连接到PL的管脚时不消耗PL逻辑资源，连接到PL实现的外设时不消耗PL的逻辑资源也不消耗PL的管脚资源。