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基于Zynq SoC架构在器件的可编程逻辑内构建外设来加快处理速度

2018年01月12日 03:50 次阅读

Zynq SoC架构的主要优势之一就是能够通过在器件的可编程逻辑内构建外设来加快处理速度。

这是Adam Taylor 计划编写的Zynq-7000 All Programmable SoC实际操作教程系列的第三部分。前两部分教程分别刊登在《赛灵思中国通讯》第47期和48期。Adam 经常为《赛灵思中国通讯》撰稿,同时他还为All Programmable 星球社区撰写博客 ( )。

赛灵思 Zynq™- 7000 All Programmable SoC真正的重要优势之一就是能够通过在可编程逻辑(PL)侧构建外设来提高器件处理系统(PS)侧的性能。最初您可能会认为这将是一项比较复杂的工作,但是,创建自己的外设其实很简单。

如果您试图提高PS的性能或者使用PS来控制PL侧的设计行为,那么在PL内添加外设会起到很大的帮助。例如,PS可能会使用一系列存储器映射寄存器来控制PL内的设计运行或选项。

我们选择一种简单模块作为设计实例,该模块用于打开和关闭ZedBoard上的存储器映射LED。我们将使用赛灵思PlanAhead™、XPS和软件开发套件(SDK)工具分三步来创建该模块。

1. 在嵌入式开发套件(EDK)环境中创建模块。

2. 为模块编写VHDL程序并构建系统。

3. 编写使用最新定制模块的软件。

在EDK中创建模块

要创建自己的外设,首先需要从包含Zynq SoC设计的PlanAhead项目中打开Xilinx Platform Studio (XPS) ,并选择菜单选项中的“hardware-》create or import peripheral” 。

对我们的实例模块而言,ZedBoard上的7个LED应展示出walking display的效果,除了最重要的那个LED必须在软件应用控制下点亮以外,其他都可以依次相继点亮。尽管这并不是最棒的定制模块应用,但对于流程演示 而言是一种非常有用且简单的实例。一旦掌握了这个流程,您将掌握实现更复杂模块所需的全部知识。

创建外设时只需相继打开10个简单窗口并选择所需的选项。

前两个截屏(如图1所示)询问是否需要创建外设或导入现有的外设,如果是,需要将其关联到哪个项目。下一步,您可在第三个截屏中对模块进行命名并高效地定义版本和修订版本。(注意:可利用外设流程底部的选项通过回读*.cip文件来重新定制已创建的模块。)

赛灵思中国通讯49:如何通过创建自己的外设来提高Zynq SoC的处理速度

选定模块名称后,接下来要选择所需AXI总线类型,如图2所示。我们的实例设计需要的是一种简单的存储器映射控制寄存器型接口,因此我们选择了最上面的AXI4-Lite选项。(如需了解有关不同AXI总线类型的更多信息,敬请访问: mentaTIon/white_papers/wp379_AXI 4_Plug_and_Play_IP.pdf )。在这个步骤中将创建众多简单寄存器。我们可利用处理系统通过AXI总线对寄存器进行读/写操作。

赛灵思中国通讯49:如何通过创建自己的外设来提高Zynq SoC的处理速度

这些寄存器位于Zynq SoC上的可编程逻辑架构中,因此也能通过用于创建外设功能的用户逻辑应用来访问。

接下来的六个截屏为您提供相应选项,以便对AXI的主配置或从配置以及您将用于控制用户逻辑和支持文件的寄存器的数量进行定制。本例中我们仅使用一 个寄存器,并将其用作AXI-Lite的从配置。简化系统开发的最重要方法是选择外设实现支持标签上的“generate template driver files”选项。这样就能提供一系列有助于所创外设内部通信的源文件和头文件。

最后一步,XPS会生成一系列有助于创建和使用新外设的文件:

• 以您的外设命名的顶层VHDL文件

• 可在其中创建用户逻辑的VHDL文件

• 微处理器外设描述文件:用于定义连接模块的接口,以便将模块与XPS配合使用

• CIP文件:必要时可对外设进行重新定制

• 针对SDK的驱动程序源文件

• 针对SDK的实例源文件

• 微处理器驱动程序定义文件:详细描述外设所需的驱动程序

这些文件将在PlanAhead源目录(即本例中的zed_blog.srcs\ sources_1\edk\proc_subsystem)下创建。

源目录的子目录是包含XPS和PlanAhead所需文件(在与外设同名的目录下)的Pcores目录以及包含SDK所需文件的驱动程序目录。

创建RTL

在Pcores目录中您可以看到两个文件,其中一个与您所创建的组件同名(本例中为led_if.vhd),另一个文件名为

user_logic.vhd。您可在user_logic.vhd这个文件中进行设计创建。同时您将会发现向导已经帮您生成了用于通过AXI总线在此文 件中进行通信所需的寄存器和接口。此外,您可在led_if.vhd文件进行用户逻辑模块实例化。因此,对user_logic.vhd实体所做的任何修 改都必须传送到端口映射中。如果要求使用外部端口(例如我们的设计实例就需要外部端口来点亮LED),还必须传送对led_if.vhd实体所做的修改。

逻辑设计创建完成后,您可能希望对逻辑进行仿真以确保达到预期效果。在Pcores/devl/bfmsim目录下为您提供了总线功能模型。

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2017年手机芯片度排名出炉!华为进前五_高通仍是最大赢家!CPU是大家耳熟能详的计算核心原件,当下...

发表于 2018-01-03 10:38 3817次阅读
2017年手机芯片度排名出炉!华为进前五_高通仍...

在做电量估计的时候,城市道路工况怎么加到simulink中?

发表于 2018-01-02 15:13 481次阅读
在做电量估计的时候,城市道路工况怎么加到simulink中?

测试手机芯片带宽性能及优化测试方法

手机的带宽吞吐性能是影响手机总体性能的一个重要指标,目前几乎所有第三方的手机评测软件都有对这一项指标...

发表于 2018-01-02 11:36 2425次阅读
测试手机芯片带宽性能及优化测试方法

无驱动问题的Zynq搭配Pmod开发解决方案

之前我们提到过「P,这一搭配FPGA开发板进行快速原型系统开发的利器。事实上,除了Pmod标准定义接...

发表于 2017-12-29 09:09 158次阅读
无驱动问题的Zynq搭配Pmod开发解决方案

Nordic的nRF51系列SoC器件,将传统的...

来自中国飞智公司的Apex游戏手柄采用Nordic的nRF51系列SoC器件,将传统的游戏机控制器带...

发表于 2017-12-29 08:29 947次阅读
Nordic的nRF51系列SoC器件,将传统的...

瑞萨电子和Green Hills软件公司合作开发...

全球领先的先进半导体解决方案供应商瑞萨电子株式会社(TSE:6723)与高可靠性实时操作系统和虚拟...

发表于 2017-12-28 10:59 5113次阅读
瑞萨电子和Green Hills软件公司合作开发...

能进行动态管理的嵌入式系统能耗方案

一直以来,嵌入式处理器的低功耗是通过使用一些低功耗的空闲或睡眠模式来实现的。现在,嵌入式处理器要承担...

发表于 2017-12-28 07:39 1769次阅读
能进行动态管理的嵌入式系统能耗方案

一文读懂SoC的原理和技术应用

SoC的定义多种多样,由于其内涵丰富、应用范围广,很难给出准确定义。一般说来, SoC称为系统级芯片...

发表于 2017-12-26 11:46 3055次阅读
一文读懂SoC的原理和技术应用

关于SoC组成部分之一的嵌入式存储器,这些技术原...

随着超大规模集成电路工艺的发展,人类已经进入了超深亚微米时代。先进的工艺使得人们能够把包括处理器、存...

发表于 2017-12-26 10:59 2514次阅读
关于SoC组成部分之一的嵌入式存储器,这些技术原...

基于LTC6804-2的锂电池SOC应用研究

本文以 LTC6804—2芯片为锂 电池 电压采集控制芯片 ,使用霍尔传感器采集充放 电电流,使用 ...

发表于 2017-12-21 16:27 552次阅读
基于LTC6804-2的锂电池SOC应用研究

高通、三星、华为发表了最新的系统单芯片产品来抢争...

2017年接近尾声时,高通(Qualcomm)、三星电子(Samsung Electronics)、...

发表于 2017-12-21 09:16 1495次阅读
高通、三星、华为发表了最新的系统单芯片产品来抢争...

三星聚焦非存储器的SOC发展 代工业务是新业务成...

据悉,三星在未来的半导体业务上将会侧重在非存储器产品及代工业务上为主。希望能增加在单芯片系统产品上的...

发表于 2017-12-20 11:59 175次阅读
三星聚焦非存储器的SOC发展 代工业务是新业务成...

瑞萨电子和Dibotics推出基于R-Car S...

开放的LiDAR解决方案将扩展Renesas autonomy™ Platform,其演示方案将亮相...

发表于 2017-12-19 10:33 2617次阅读
瑞萨电子和Dibotics推出基于R-Car S...

soc芯片上市公司汇总分析

主要是对soc芯片上市公司汇总分析,以及半导体设计芯片核心技术提供商的介绍。SoC芯片是一种集成电路...

发表于 2017-12-13 13:41 2168次阅读
soc芯片上市公司汇总分析

soc芯片供应商整理盘点

soc芯片供应商整理盘点。百亿级庞大蓝海已现,国内外厂商纷纷发力物联网芯片。目前主要包括安全芯片、移...

发表于 2017-12-13 12:01 717次阅读
soc芯片供应商整理盘点

手机soc芯片排行榜

手机soc芯片排行榜,知名评测机构鲁大师对外发布了一份数据,公布了2017年一季度各款手机芯片的性能...

发表于 2017-12-13 11:41 1033次阅读
手机soc芯片排行榜

打造世界最强比特币挖矿机:FPGA vs ASI...

比特大陆公司,一个由芯片设计专家詹克团和吴忌寒联合创立的公司,拥有自己研发的专用集成电路芯片(ASI...

发表于 2017-12-12 16:52 11679次阅读
打造世界最强比特币挖矿机:FPGA vs ASI...

基于CC2430的无线通信硬件模块设计

随着微电子技术、汁算技术和无线通信等技术的进步,无线传感器网络被列为21世纪最有影响的21项技术和改...

发表于 2017-12-12 02:49 95次阅读
基于CC2430的无线通信硬件模块设计

如何使用纯FPGA来实现嵌入式视觉方案

在本例这个简单的架构中,HDMI输入口接收的数据从原始的并行格式的视频数据、Hsync和VSync转...

发表于 2017-12-06 10:42 2738次阅读
如何使用纯FPGA来实现嵌入式视觉方案

soc低功耗设计技术有哪些?汇总分析

SoC的定义多种多样,由于其内涵丰富、应用范围广,很难给出准确定义。一般说来, SoC称为系统级芯片...

发表于 2017-12-03 09:34 315次阅读
soc低功耗设计技术有哪些?汇总分析

基于ZYNQ AP SoC的安全驾驶系统设计与实...

疲劳驾驶和酒驾是严重的交通违法行为,驾驶员疲劳行车时,会造成反应迟钝、困倦、四肢无力,不能及时发现路...

发表于 2017-12-01 15:24 239次阅读
基于ZYNQ AP SoC的安全驾驶系统设计与实...

CMOS技术缓解了RF电路在SoC中的集成挑战

随着半导体制造能力允许在单块芯片上集成数千门逻辑电路,系统级芯片(SoC)开始占据未来IC技术的中心...

发表于 2017-11-25 14:32 215次阅读
CMOS技术缓解了RF电路在SoC中的集成挑战

如何定制基于Cortex-M0/M3免费内核的自主SoC ——M0/M3免授权费+第三方设计服务=自主SoC

发表于 2017-11-16 11:34 2945次阅读
如何定制基于Cortex-M0/M3免费内核的自主SoC ——M0/M3免授权费+第三方设计服务=自主SoC

【Z-turn Board试用体验】+ ZYNQ和Microblaze一起使用

发表于 2017-10-29 17:00 11023次阅读
【Z-turn Board试用体验】+ ZYNQ和Microblaze一起使用

【STM32L476 Nucleo试用体验】电池SOC检测

发表于 2017-10-15 17:52 503次阅读
【STM32L476 Nucleo试用体验】电池SOC检测