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使用Xilinx Vivado设计套件创建一个简单的HelloWorld项目

2018年07月03日 10:19 次阅读

什么是FPGA

Xilinx以制造 可编程门阵列(FPGA)而闻名,它是基于一个通过可编程接点连接的可配置逻辑块(CLBs)矩阵。根据Control Engineering Europe中的 “FPGA的优点(Advantages of FPGA)”这篇文章,多种控制回路能够以不同但是十分快的速度在FPGA设备上运行。FPGA也可以在制造后再编程以达到别种应用或是功能需求,这使它在专业工程师中非常流行。许多工程师都把这种技术应用到机械学习,无线通信,嵌入式视觉和云计算应用中。

什么是ZYNQ

Xilinx Zynq®-7000 全可编程系统芯片 (AP SoC)系列包含了基于嵌入式处理器的软件可编程性和FPGA的硬件可编程性。这个技术使得我们在单一设备上集成CPU,DSP,ASSP和混合信号功能时进行关键分析和硬件加速。

 使用Xilinx Vivado设计套件创建一个简单的HelloWorld项目

安装Vivado, SDK 和板支持文件

在创建数字或系统设计前你首先需要安装 Xilinx Vivado 设计套件。 Xilinx Vivado Webpack 这个版本是免费的,通过 Digilent Wiki 上提供的使用指导也可以帮助你快读安装和运行Vivado。在下载Vivado时,确保你使用设计工具(Design Tools)栏目中的“软件开发套件(Software Development Kit)”来安装SDK。为了防止你忘了这个步骤,你也可以返回安装软件来安装“软件开发套件(Software Development Kit)”。

 使用Xilinx Vivado设计套件创建一个简单的HelloWorld项目

内容

一旦你下载并安装了Vivado,你需要把ZYBO板文件放入本地Xilinx Vivado文件夹,它定义了ZYBO板上的不同界面和协议。之后你就可以成功建立IP和SDK了。Diligent提供了一个教程: https://reference.digilenTInc.com/reference/software/vivado/board-files?。.. 。

注意:在Vivado board文件安装指导中,你需要把头文件(board_files)放入你的本地文件夹。然后,我会推荐你复制独立的board文件(例如,一旦你下载了vivdado board文件,找到vivado-boards-master\new\board_files并复制“zybo文件夹”。否则你可能会在设计中碰到一些不必要的错误。

创建项目

我将会使用 Digilent ZYBO 并根据他们的 开始指南(getTIng started guide) 来创建一个简单的HelloWorld项目。

项目概要

在这个项目中你将会学到如何用四个板上的开关来控制板上的LED。当你按下四个不同的按钮后,你可以看到来自电脑端的多种信息。

设计流程

打开Vivada并选择Zybo板

创建一个新的Vivado项目

在新的项目中创建一个空的板块设计工作区

使用IP集成工具添加需要的IP模块并创建硬件设计

验证并保存板块设计

创建HDL系统封装

运行设计综合与实现

生成Bit文件

导出包含了bit源文件的硬件设计到SDK工具

开启 SDK

硬件设计概要

你可以根据开始指南(getTIng started guide)中的步骤2-6来创建硬件设计,以下是一些说明。

自动运行模块(Run Block AutomaTIon)对话框可以让你提供微处理器系统需要的一些基础特性输入。

“3.4)双击新的axi_gpio_0内核可以弹出自定义窗口。在IP设置页检查启动双通道,并点击OK”,你可以创建两种输入-SW和BTN。每一个axi_gpio内核都支持32位单双GPIO通道。在这个项目中,每个通道我们只需要四位。你可以在AXI GPIO Guide中找到详细信息。

“3.5)重复步骤3.3可以添加另一个GPIO内核,但是不要启动双通道”,你将会创建一个输出-LED。

自动运行连接可以帮助你hook界面和外部I/O接口

默认,UART界面中的一种已经被放置在ZYNQ IP中了

请参考:http://blog.dev-flow.com/en/8-first-use-of-the-zynq-7000-processor-system-on-a-zynq/。

 使用Xilinx Vivado设计套件创建一个简单的HelloWorld项目

软件设计概要

你可以根据开始指南(getting started guide)中的步骤7-10来创建软件设计,以下是一些说明。

当你打开“src”文件夹中的“helloworld.c’’文件后(参考开始指南(getting started guide)中的步骤9.4),你可以通过以下步骤在用户界面看到一些预设功能和库的详细内容。

标记功能/库

 使用Xilinx Vivado设计套件创建一个简单的HelloWorld项目

右击预设功能/库并打开新选项看到声明

 使用Xilinx Vivado设计套件创建一个简单的HelloWorld项目

以下是代码和注释

/*****************************************************

Getting Started Guide for Zybo

This demo displays the status of the switches on the

LEDs and prints a message to the serial communication

when a button is pressed.

Terminal Settings:

-Baud: 115200

-Data bits: 8

-Parity: no

-Stop bits: 1

1/6/14: Created by MarshallW

****************************************************/

/*include libraries from Xilinx*/

#include

#include “platform.h”

#include

#include “xparameters.h”

#include “sleep.h”

int main()

{

XGpio input, output; /*Declare two structure input & output. XGpio is*/

int button_data = 0; /*Declare & Define initial button value*/

int switch_data = 0; /*Declare & Define initial switch value*/

/*Initialize the XGpio instance provided by the caller based on the given DeviceID.*/

XGpio_Initialize(&input, XPAR_AXI_GPIO_0_DEVICE_ID); /*We define AXI_GPIO_0 as inputs - BTN & SW*/

XGpio_Initialize(&output, XPAR_AXI_GPIO_1_DEVICE_ID);/*We define AXI_GPIO_1 as inputs - LED*/

XGpio_SetDataDirection(&input, 1, 0xF); /*set first channel of input tristate buffer to input*/

XGpio_SetDataDirection(&input, 2, 0xF); /*set second channel of input tristate buffer to input*/

XGpio_SetDataDirection(&output, 1, 0x0); /*set only channel of output tristate buffer to output*/

init_platform(); /*Initialize the platform hardware resources*/

/*Indefinite loop - running forever*/

while(1){

switch_data = XGpio_DiscreteRead(&input, 2); /*Read the switch (SW) value*/

XGpio_DiscreteWrite(&output, 1, switch_data); /*Write the switch (SW) value to LED (LD)*/

button_data = XGpio_DiscreteRead(&input, 1); /*Read the button (BTN) value*/

/*Set up if-else-if statement to print message in the

*UART terminal. This depends on whether one or

* more buttons are pressed

*/

if(button_data == 0x0){} /*If no button is pressed, do nothing*/

/*If button value is binary 0001 (decimal 1), button 0 (BTN0) is pressed. Use pre-defined function Xil-printf

* to print the message in the terminal

*/

else if(button_data == 0x1)

xil_printf(“button 0 pressed\n\r”);

/*If button value is “binary 0010 (decimal 2)”, button 1 (BTN1) is pressed. Use pre-defined function Xil-printf

*to print the message in the terminal

*/

else if(button_data == 0x2)

xil_printf(“button 1 pressed\n\r”);

/*If button value is “binary 0100 (decimal 4)”, button 2 (BTN2) is pressed. Use pre-defined function Xil-printf

*to print the message in the terminal

*/

else if(button_data == 0x4)

xil_printf(“button 2 pressed\n\r”);

/*If button value is “binary 1000 (decimal 8)”, button 3 (BTN3) is pressed. Use pre-defined function Xil-printf

*to print the message in the terminal

*/

else if(button_data == 0x8)

xil_printf(“button 3 pressed\n\r”);

else

xil_printf(“multiple buttons pressed\n\r”); /*All other values, print “multiple buttons pressed*/

usleep(200000); /*Delay 200000us*/

}

cleanup_platform(); /*Clean up all caches*/

return 0;

}

运行项目

你可以根据步骤11来运行项目。在你对FPGA进行编程并成功创建应用后,你可以看到以下:

1. 试着按下四个开关,并且各自相对应的LED会亮起

2. 在串口端,按下每一个按钮,会弹出“按钮已被按下”的信息。

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每一个收发器拥有一个独立的发送端,发送端有PMA(Physical Media Attachment...

发表于 2018-06-20 13:48 81次阅读
Xilinx的7系列FPGA高速收发器:TX发送...

FPGA学习系列:21. 自动售货机的设计

设计背景: 我们从开始学习 FPGA。到现在也慢慢的学到了血多的东西,那么我们就应该慢慢的去学习深一...

发表于 2018-06-20 10:41 923次阅读
FPGA学习系列:21. 自动售货机的设计

关于FFT硬件实现,设计中RAM输出端为何没有使...

以2048点为例,根据理论值计算,计算一次2048点的IFFT的时间应为130us。在采用流水线的方...

发表于 2018-06-20 09:05 575次阅读
关于FFT硬件实现,设计中RAM输出端为何没有使...

关于PIC和FPGA的区别及优缺点总结

FPGA是逻辑门器件,可以配置成为并行逻辑模块。FPGA最大优点是并行处理。例如构建一百个与非门,F...

发表于 2018-06-19 16:20 467次阅读
关于PIC和FPGA的区别及优缺点总结

增强机器学习能力的“左膀右臂”的GPU、FPGA...

FPGA是帮助公司和研究人员解决问题的芯片。FPGA是一种集成电路,可以编程为多种用途。它有一系列“...

发表于 2018-06-19 15:27 540次阅读
增强机器学习能力的“左膀右臂”的GPU、FPGA...

基于FPGA的PCIe设备如何才能满足PCIe设...

根据PCIe的协议,当设备启动后,PCIe设备必须满足启动时间的要求,即上电后100ms内,完成PC...

发表于 2018-06-19 10:24 86次阅读
基于FPGA的PCIe设备如何才能满足PCIe设...

如何避免升级失败而使FPGA变砖呢?

如果升级过程中出现意外情况,FLASH里面原有的固件被破坏,那么FPGA能够从备份固件区启动配置,即...

发表于 2018-06-19 10:09 89次阅读
如何避免升级失败而使FPGA变砖呢?

单片机中按键消抖程序

效率上来说,延时消抖花费时间在无意义延时上,而相对较好的定时轮询还是不可避免的在轮询,而现在这种方式...

发表于 2018-06-19 08:55 514次阅读
单片机中按键消抖程序

简谈FPGA的上电复位

大家好,博主最近有事忙了几天,没有更新,今天正式回来了。那么又到了每日学习的时间了,今天咱们来聊一聊...

发表于 2018-06-18 19:24 874次阅读
简谈FPGA的上电复位

FPGA学习系列:18. 数码管的设计

设计背景: 数码管是一种半导体发光 器件 ,其基本单元是发光二极管。 数码管在我们的许多设计中都又用...

发表于 2018-06-18 19:24 872次阅读
FPGA学习系列:18. 数码管的设计

FPGA学习系列:19. rom到数码管显示设计

设计背景: rom是读写的的静态存储单元,在我们的设计中我们会经常用到,数码管模块同样的大大小小的设...

发表于 2018-06-18 19:24 742次阅读
FPGA学习系列:19. rom到数码管显示设计

FPGA学习系列:20. ram控制器的设计(调...

设计背景: 随机存取存储器 (random access memory,RAM)又称作随机存储器,是...

发表于 2018-06-18 19:24 960次阅读
FPGA学习系列:20. ram控制器的设计(调...

FPGA成为数据中心发展的趋势及重要性

用AI防鲨鱼、用AI学写中国书法、用AI预测人类死亡时间、用AI审判罪犯……在人工智能方兴未艾的今天...

发表于 2018-06-18 07:16 628次阅读
FPGA成为数据中心发展的趋势及重要性

这种可编程衰减器最高可支持8×8输入输出的矩阵结...

可编程衰减器位于基站和终端之间,通过对射频信号的衰减控制,实现对无线信号的模拟,从而实现对测试场景的...

发表于 2018-06-17 14:02 87次阅读
这种可编程衰减器最高可支持8×8输入输出的矩阵结...

SOC芯片中整合RF前端有什么好处?能给生产测试...

本文的主旨是启发读者去考虑电子芯片集成度提高对终测或生产测试的影响。特别的,射频(RF)芯片测试方法...

发表于 2018-06-16 08:55 164次阅读
SOC芯片中整合RF前端有什么好处?能给生产测试...

国民技术发布公告称1.4亿入股华夏芯,提升AI市...

国民技术表示,华夏芯不仅拥有64位CPU、DSP处理器技术,还具备较强的AI专用处理器研发能力,通过...

发表于 2018-06-15 10:04 650次阅读
国民技术发布公告称1.4亿入股华夏芯,提升AI市...

你一定想知道FPGA的那些事...

作者:张泽小脚丫STEP 导读:FPGA(Field Programmable Gate Array...

发表于 2018-06-14 13:35 378次阅读
你一定想知道FPGA的那些事...

一个SDSoC设计开发流程需要哪些步骤呢?

SDSoC将自动执行那些通过PL(可编程逻辑)加速的功能,其他功能保留在PS(处理器系统)中。SDS...

发表于 2018-06-14 11:10 93次阅读
一个SDSoC设计开发流程需要哪些步骤呢?

为应用选择最佳可编程SoC时进行的六个设计考虑

SoC FPGA器件在一个器件中同时集成了处理器和FPGA体系结构。将两种技术合并起来具有很多优点,...

发表于 2018-06-13 14:59 192次阅读
为应用选择最佳可编程SoC时进行的六个设计考虑

5W无线充电SoC方案有哪些 FSM、Drmos...

随着越来越多的智能手机搭载无线充电功能后,无线充电市场持续升温。无线充电SoC方案也推层出新,FSM...

发表于 2018-06-13 14:34 631次阅读
5W无线充电SoC方案有哪些 FSM、Drmos...

FPGA学习系列:13. 任意分频器设计

设计背景: 分频在 fpga的设计中一直都担任着很重要的角色,而说到分频,我相信很多人都已经想到了利...

发表于 2018-06-13 11:21 763次阅读
FPGA学习系列:13. 任意分频器设计

FPGA学习系列:14. 锁相环pll设计

设计背景: 在我们设计工程中我们会用到100M,500M等时钟,如果我们的晶振达不到我们就需要倍频,...

发表于 2018-06-13 11:21 983次阅读
FPGA学习系列:14. 锁相环pll设计

FPGA学习系列:15. 呼吸灯(pwm)设计

设计背景: 呼吸灯 广泛应用于手机之上,并成为各大品牌新款手机的卖点之一。如果手机里面有未处理的通知...

发表于 2018-06-13 11:21 1166次阅读
FPGA学习系列:15. 呼吸灯(pwm)设计

FPGA学习系列:16. rom控制器设计

设计背景: ROM是只读存储器(Read-Only Memory)的简称,是一种只能读出事先所存数据...

发表于 2018-06-13 11:21 624次阅读
FPGA学习系列:16. rom控制器设计

补充: FPGA产生基于LFSR的伪随机数

大家好,又到了每日学习的时间了,上一篇《荐读:基于FPGA 的CRC校验码生成器》文中,提到了要实现...

发表于 2018-06-13 11:21 689次阅读
补充: FPGA产生基于LFSR的伪随机数

FPGA学习系列:12. 边沿检测设计

设计背景: 在我们工程设计中,有时会需要到上升沿和下降沿这么一个说法,通过上升沿和下降沿来驱动一个电...

发表于 2018-06-13 11:20 558次阅读
FPGA学习系列:12. 边沿检测设计

荐读:基于FPGA 的CRC校验码生成器

大家好,又到了每日学习的时间了,今天我们来聊一聊基于FPGA 的CRC校验码生成器。下面咱们就来具体...

发表于 2018-06-13 11:18 637次阅读
荐读:基于FPGA 的CRC校验码生成器

Web Installer提供的各种特性及设计方...

你有没有注意到在Netflix流媒体视频播放时,有时候视频模糊,然后很快恢复到高质量? 你知道Net...

发表于 2018-06-13 09:19 619次阅读
Web Installer提供的各种特性及设计方...

Web Installer介绍和提供的各种特性以...

你有没有注意到在Netflix流媒体视频播放时,有时候视频模糊,然后很快恢复到高质量? 你知道Net...

发表于 2018-06-12 19:44 805次阅读
Web Installer介绍和提供的各种特性以...

FPGA定点小数的常规格式、相对于浮点小数的优势...

所谓定点小数,就是小数点固定地隐含在某一位置上的数据。由于小数点的位置是固定的,所以就没有必要储存它...

发表于 2018-06-12 19:34 575次阅读
FPGA定点小数的常规格式、相对于浮点小数的优势...