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版权所有,禁止未经授权的商业使用行为. 何宾 Tel:13911127536 email:[email protected]. 所有培训资料均可从网站 http://bucteda.eefocus.com 下载. 北京中教仪装备技术有限公司. 基于 AXI4 的可编程 SoC 系统设计 ( 下 ). 培训内容. Xilinx 片上可编程系统设计导论 AXI4 规范 MicroBlaze 处理器原理 EDK13.1 工具概述 操作系统 (OS) 及板级支持包 (BSP) 概述 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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高教社 &XILINX SOC 竞赛培训系列课程
FPGA System Design FPGA System Design PrimerPrimer
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培训内容 Xilinx 片上可编程系统设计导论 AXI4 规范 MicroBlaze 处理器原理 EDK13.1 工具概述 操作系统 (OS) 及板级支持包 (BSP) 概述 基于 MicroBlaze 和 AXI4 的可编程 SoC 系统实现
基于 AXI4 的可编程 SoC 系统设计 ( 下 )
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片上可编程系统设计实验-- 实验内容
介绍 EDK13.1 软件的使用方法和设计流程。 在介绍这部分内容时,使用捐赠的板卡 Nexys3, 该板卡带有 Xilinx 最新一代的 Spartan-6 FPGA 芯片。
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片上可编程系统设计实验-- 实验内容
该内容主要包括: 1. 工程的建立; 2. 添加 AXI4 IP 到硬件设计; 3. 定制 LED IP, 并添加 IP 到系统 , 编写应用程序; 4. 定制 7 段数码管 IP, 并添加 IP 到系统 , 编写应用程序; 5. 定制 PWM IP, 并添加 IP 到系统 , 编写应用程序 ; 6. 实现 AXI4 中断控制系统; 7. 使用 AXI4 Chipscope 实现系统协同调试 ;
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实验二:添加 IP 到设计中-- 设计结构原理
ILMBDLMB
Microblaze
LMBBRAMCNTLR
LMBBRAMCNTLR
BRAM
AXI-Lite
M_AXI _DP
GPIO
GPIO
UART
MDMMBDEBUGJTAG
DIP
PUSH
RS-232
使用 BSB 建立的最小系统结构
AXI
M_AXI _IC
M_AXI _DC
AXI-EMC SRAM
EMC: 外部存储器控制器
这就是本实验要完成的部分
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实验二:添加 IP 到设计中-- 打开前面的设计
在开始这个实验以前 , 先建立一个 lab2 的目录 , 将刚
才 lab1 下所有的文件复制到新建的 lab2 目录下 . 这个实验基于 lab1 前面的设计实现 , 添加外部存储
器EMC 到设计中 , 并对其进行测试 .
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实验二:添加 IP 到设计中-- 打开前面的设计
在 Windows 操作系统下,选择所有程序 ->Xilinx ISE
Design Suite13.1->EDK->Xilinx Platform Studio(XPS) 。打
开 EDK 软件。 1 )打开 XPS ,在 XPS 主界面选择 File->Open
Project ,出现下图界面。选择 Open a recent project ,然后单击 ok
按钮。
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实验二:添加 IP 到设计中-- 打开前面的设计
打开已经存在的工程 ,选择该选项
点击” OK” 按纽
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实验二:添加 IP 到设计中-- 添加 EMC IP 到设计中
定位到所在目录的 system.xmp 文件
然后点击“ Open” 按纽
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实验二:添加 IP 到设计中-- 添加 EMC IP 到设计中
选择 IP Catalog 标签
选择 Memory and Memory Controller, 并展开
选择 AXI External Memory Controller, 并双击
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实验二:添加 IP 到设计中-- 添加 EMC IP 到设计中
• 点击“ Yes” 按钮。
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实验二:添加 IP 到设计中-- 添加 EMC IP 到设计中
选择 Common 标签
修改值 16
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实验二:添加 IP 到设计中-- 添加 EMC IP 到设计中
选择 Bank0 标签 SRAM 数据宽度设置为 16
多个存储器访问设置为 Ture
存储器类型选择异步存储器
点击“ OK” 按钮
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实验二:添加 IP 到设计中-- 添加 EMC IP 到设计中
选择手动将 IP 加入到设计中
点击“ OK” 按钮
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实验二:添加 IP 到设计中-- 配置 MicroBlaze 处理器
选择 Bus Interface 标签
选择 Microblaze_0, 点击鼠标右键,
选择 Configure IP…
修改名字为 Micron_RAM
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实验二:添加 IP 到设计中-- 配置 MicroBlaze 处理器
选中使用指令和数据缓冲
点击“ Next” 按钮
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实验二:添加 IP 到设计中-- 配置 MicroBlaze 处理器
点击“ Next” 按钮
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实验二:添加 IP 到设计中-- 配置 MicroBlaze 处理器
点击“ Next” 按钮
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实验二:添加 IP 到设计中-- 配置 MicroBlaze 处理器
选中使用指令缓存访问 选中使用数据缓存访问
点击“ Next” 按钮
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实验二:添加 IP 到设计中-- 配置 MicroBlaze 处理器
点击“ Next” 按钮
点击“ ok” 按钮
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实验二:添加 IP 到设计中-- 配置 MicroBlaze 处理器
多出两个接口M_AXI_DCM_AXI_IC
下面建立新的端口连接
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实验二:添加 IP 到设计中-- 配置 MicroBlaze 处理器
下拉框中选择 New Connection
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实验二:添加 IP 到设计中-- 配置 MicroBlaze 处理器
下拉框中选择 axi_interconnect_0
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立 EMC 和 CPU 的连接
鼠标左键点击,这个区域,弹出下面的对话框
选择 axi_emc_0 ,并展开
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立 EMC 和 CPU 的连接
选择 axi_interconnect_0 选中下面两个接口
点击“ ok” 按钮
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立 EMC 和 CPU 的连接
emc 通过 AXI 和 CPU 建立连接
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立 axi_interface 互连时钟端口和复位端口的连接
下拉框中选择 clk_100_000MHz
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立 axi_interface 互连时钟端口和复位端口的连接
下拉框中选择 proc_sys_reset_0_
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立 EMC 和 FPGA 端口的连接
端口标签
下拉框中选择 clk_50_000MHz
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立 EMC 和 FPGA 端口的连接
下拉框中选择 clk_50_000MHz
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立 EMC 和 FPGA 端口的连接
下拉框中选择 Make External
下拉框中选择 Make External
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立 EMC 和 FPGA 端口的连接
下拉框中选择 Make External
下拉框中选择 Make External
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立 EMC 和 FPGA 端口的连接
下拉框中选择 Make External
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立 EMC 和 FPGA 端口的连接
下拉框中选择 Make External
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立 EMC 和 FPGA 端口连接 (RAM 多余端口处理 )
选择 .mhs 文件
在此处添加额外的端口
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立 EMC 和 FPGA 端口连接 (RAM 多余端口处理 )
新添加的端口新添加的端口
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实验二:添加 IP 到设计中- 分配 EMC 的存储空间
地址标签鼠标点击该按纽
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实验二:添加 IP 到设计中- 分配 EMC 的存储空间
地址标签
基地址 高地址 大小
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添加用户约束到这里 , 为方便直接复制资料所提供的约束部分
实验二:添加 IP 到设计中-- 添加逻辑端口和 FPGA 引脚的物理约束
选择 system.ucf 文件
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实验二:添加 IP 到设计中-- 新建工程的结构分析
点击块图标签查看生成的块图
处理器
LMB 控制器 LMB 控制器
BRAM
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实验二:添加 IP 到设计中-- 新建工程的结构分析
axi_interconnect_0
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实验二:添加 IP 到设计中-- 新建工程的结构分析
DIP 控制器 串口控制器
按键控制器
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实验二:添加 IP 到设计中 -- 新建工程的结构分析
想想这步完成的工作 ? – 其实就是 把这个抽象的结构 ,转换成门级网表的连接 .
下一步 , 选择这个 , 产生网表
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实验二:添加 IP 到设计中-- 新建工程的结构分析
这个过程需要持续一小部分时间 , 请等待 , 并且看看控制台给出的综合信息 .
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实验二:添加 IP 到设计中-- 新建工程的结构分析
下一步 , 选择这个 , 产生布局布线比特流文件
这个过程需要持续一小部分时间 , 请等待 , 并且看看控制台给出的实现过程的信息 .
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立软件应用程序
选择输出硬件到 SDK
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立软件应用程序
选择输出和打开SDK 软件
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立软件应用程序
定位路径到当前的工程窗口
点击” OK 按纽 , 进入下一个界面
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立软件应用程序
删除 lab1 建立的 BSP和应用程序工程
下面将添加设计的 BSP
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立软件应用程序
• 选择建立 Xilinx BSP, 作用是各种外设的软件驱动
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立软件应用程序
BSP 的工程名字
硬件平台的工程名字
BSP 的名字1) Xilkernel-Xilinx 操作系统2) Standalone-BSP
点击” Finish” 按纽 , 进入下一个界面
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立软件应用程序
点击” OK” 按纽 , 进入下一个界面
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立软件应用程序
SDK 开始自动编译 BSP
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立软件应用程序
BSP 的各种文件
下面将添加 SDK 自动生成的应用程序
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立软件应用程序 生成新的 C 工程
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立软件应用程序
工程名字
选择生成外设测试应用程序
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立软件应用程序
点击” Next” 按纽 , 进入下一个界面
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立软件应用程序
选择该选项 , 使用已经存在的 BSP
点击” Finish” 按纽 , 进入下一个界面
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立软件应用程序
应用程序的各种文件打开并分析该文件
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立软件应用程序
• 调用存储器测试程序
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实验二:添加 IP 到设计中-- 建立软件应用程序
• 32 位存储器测试 , 写 1k 的 32 位数据 0xAAAA5555, 然后读取操作
下面准备下载设计到芯片中
• 16 位存储器测试 , 写 2k 的 16 位数据 0xAA55, 然后读取操作
• 8 位存储器测试 , 写 4k 的 8 位数据 0xA5, 然后读取操作
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实验二:添加 IP 到设计中-- 生成链接脚本文件
• 选择产生链接脚本文件
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实验二:添加 IP 到设计中-- 生成链接脚本文件
程序各段的分配情况
定位产生 .ld 文件的路径
选择保存
选择生成
点击” Browse” 按纽
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实验二:添加 IP 到设计中-- 工程的下载
产生比特流文件并且下载到板子上。在下载前,指令存储器( FPGA 的 BRAM )将被更新(使用 GNU 编译
器产生可执行的文件)。 使用下面的步骤完成设计下载和结果的观察:
连接 Nexys3 的 USB 线连接到主机的 USB 口 打开目标板的电源 打开主机的超级终端(在 Windows 操作系统的开始
-> 所有程序 -> 附件 -> 通信下),并且配置其参数 , 使其波特
率 9600 ,数据位: 8 比特;无奇偶校验;一个停止位;无流
量控制。
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实验二:添加 IP 到设计中-- 工程的下载
• 选择编程 FPGA 选项
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实验二:添加 IP 到设计中-- 工程的下载
比特流文件块 RAM映射文件
选择软件应用程序 .elf 文件(即最终编译 \ 连接后的文件
点击” Program” 按纽 , 进入下一个界面
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实验二:添加 IP 到设计中-- 工程的下载
• 等待编程成功 , 在超级终端上观察结果 , 同时在 Nexys3板卡上操作按键和 DIP 开关 ,观察打印信息的变化 .
• 注意 :如果前面没有选择生成链接脚本文件 ,则需要选择 RUN->RUN,来运行程序 .
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实验二:添加 IP 到设计中--debug 调试器的使用
选择该选项 , 打开调试器界面
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实验二:添加 IP 到设计中--debug 调试器的使用
点击” yes” 按钮
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实验二:添加 IP 到设计中--debug 调试器的使用
选择 Memory 标签
右健点击该区域
选择添加存储器监控点
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实验二:添加 IP 到设计中--debug 调试器的使用
外部 SRAM 的基地址 , 将其复制到
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实验二:添加 IP 到设计中--debug 调试器的使用
复制到这个地方
点击” OK” 按钮
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实验二:添加 IP 到设计中--debug 调试器的使用
这就是对存储器的访问结果
选择查看其它
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实验二:添加 IP 到设计中--debug 调试器的使用
单步 , 断点调试等都可以在此完成