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

2018-01-18 19:17:16来源:cnblogs.com作者:HeRuibin人点击

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  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)

  

  接下来选择对应的开发板,勾选Board,选择Zedboard XXXX

   

  最后的界面显示了新建工程的相关信息:

  

  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

  

  填上名字,选好所在文件夹(其实就是下图的Sources)

  

  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

  

  选中IP核后,系统会以图形界面的形式把IP核显示出来:

  

  点击上图浅绿色条带中的Run Block Automation

  

  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:

  

  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

  

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

  

  如果没错误则出现以下提示:

  

  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

  

  

  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

  

  完成后,Source窗口多了一个HDL文件Core_wrapper.v

  

  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。

  

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)

   

  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)

  

  注意勾选加入比特流文件

  

  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。

  

  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

   

  *裸机开发选standalone

  点击finish以后会出现新创建BSP的配置信息:

  

  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

  

  命名和选择信息,完成后点击Next,

  

  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 

  

  编辑好代码,点击保存,然后编译

  

   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。  

  

  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:

  

  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。

  

  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

  

  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

  

  设置好以后,我们就可以开始板级调试了,点击菜单栏的按钮进入Run模型(当然在上面你Apply之后直接点Run也是一样的效果)

   

   *如果是要一步一步调试,则点击按钮,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。

   

   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

  

  

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