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使用SDK固化FLASH代码固化

yummy头像 yummy Xilinx 2022-05-01 10:05:04 0 225
导读:一、实验目的:实现对设计生成的bit流,固化到FPGA启动配置的FLASH内。固化后,上电即可自动配置bit文件,掉电不丢失。二、ZYNQ工程建立三、固化前准备工作—ZYNQ处理器...

一、实验目的:

实现对设计生成的bit流,固化到FPGA启动配置的FLASH内。固化后,上电即可自动配置bit文件,掉电不丢失。

二、ZYNQ工程建立

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三、固化前准备工作—ZYNQ处理器调用

ZYNQ芯片内部有ARM处理器,在上电的时候,由ARM运行一段启动代码,协助配置FPGA;并且,如果有软件代码,同时配置完成可运行软件代码。所以,我们需要用到ZYNQ芯片内的ARM处理器的模块。在ZYNQ芯片上,有一个处理器部分模块叫做ZYNQ7 Prosessing System的模块。此模块即是ZYNQ的处理器核心。跟DSP、门电路、加法器那些模块一样,可通过IP直接调用这个硬件。通过这个硬件的调用,我们就可以方便使用这个处理器,然后用XILINX的软件开发环境(SDK)新建处理器的软件引导代码即可完成ZYNQ的FPGA配置,引导代码可以通过新建工程模板实现,无需自己编写。最后将引导代码编译之后的可执行文件和bit文件一起打包烧写到FLASH即可完成我们需要的功能。

  1. 首先新建一个bd文件。IP INTEGRATOR下-->Create Block Design 点击创建bd文件,bd文件可以对FPGA图表原理图方式进行开发。

  2. 保持不变,点击ok

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  3. 新建的bd文件

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  4. 打开Diagram,点击+

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  5. 输入ZYNQ,选择ZYNQ片上系统

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  6. 双击它,添加到bd文件中

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  7. 双击ZYNQ模块,打开IP配置界面,我们只需要将其配置成一个处理器最小系统,并且对芯片的FLASH引脚存储进行设置即可。

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  8. PS-PL configration的general,下拉找到enable clock resets,展开,将第一个 勾选掉,并且AXI Non Secure Enablement下的GP Master AXI Interface的M AXI GP0 interface勾掉

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  9. 然后,在peripheral I/O Pins,选中Quad SPI Flash 勾选第一项:

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  10. MIO Configuration ,展开Memory interfaces->Quad SPI Flash->Signle SS 4-bit IO,将speed改成fast:

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  11. 然后,Clock Configuration 勾掉PL Fabric Clocks下的 FCLK_CLK0:

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  12. 最后我们配置DDR3内存控制器,型号我们选择MT41J128M16 HA-125:

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  13. 位宽选择16bit

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  14. 最后点击OK,退出配置。

  15. 最后只剩下DDR和FIXED_IO。点击Run Block Automation

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  16. 点击ok

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  17. 最后,生成的模块图表IP变成了将DDR和FIXED_IP引出的状态

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  18. 点击框框,将窗口最大化

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  19. 点击带有√的框框

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  20. 进行图表检查,点击OK

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  21. 点击Sources

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  22. 右键design_1文件,选择 Generate Output Products

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  23. 点击Generate

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  24. 点击OK

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  25. 我们再次回到文件管理器,在bd文件右键,点击Create HDL Wrapper,生成顶层接口的 HDL文件,这个文件是我们的顶层模块HDL文件。

    image.png

  26. 点击ok

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  27. 由于在ZYNQ处理器调用是直接调用模块,我们还需要在工程中自动生成的HDL顶层文件中例化我们的FPGA代码。我们将fpga_02_breath_led例程中的breath_led.v添加到工程中,Add Sources添加breath_led文件。

    点击finish

    image.png

  28. 添加完成

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  29. 将breath_led.v里面的模块例化到design_1_wrapper。

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  30. 接下来进行综合

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  31. 选择cancel

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  32. 然后进行引脚绑定

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  33. 选择 I/O Planning

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  34. 绑定引脚

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  35. 保存

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  36. 综合,布局布线,生成bit文件,等待完成。完成之后点击 Cancel:

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  37. 完成之后我们导出硬件描述文件。

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  38. 勾选上包含bit文件

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四、新建FSBL的SDK工程及FPGA固化

   1. 我们回到软件主界面,最上面的工具栏点 击File->Launch SDK启动VIVADO的SDK开发软件。启动之后SDK会自动导入我们刚才定制

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    2. 启动之后,我们可以看见一个硬件描述代码工程

     image.png

     3. 我们在SDK新建一个启动引导工程:SDK最上方工具栏File->New->Application Project:

       然后填入工程名,点击next

      image.png

     4. 选择ZYNQ FSBL,点击finish

     image.png

     5. 出现了三个工程,分别是硬件描述工程、fsbl启动引导代码工程、fsbl班级支持包工程

      image.png

      6. 到此,我们开始准备制作FPGA启动配置文件和固化到FLASH。我们点击SDK上方的工具栏中的XILINX->Create Boot Image,我们开始制作ZYNQ启动的bin文件

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    7. Output BIF file path配置输出生成的bif文件路径。 我们点击Browse,默认保存到工程的debug路径下面

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   8.保存路径为

    image.png

   9. Output path也默认在这个路径下,Output path即为输出的FPGA配置启动的BIN文件路径

     image.png

   10.  接着,我们添加文件。首先,我们添加fsbl启动引导代码生成的可执行文件,也就是我们 SDK新建的FSBL工程自动生成的arm可执行文件。

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   11.  点击弹出对话框中的browse进行选择注意Partition type默认是bootloader:

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  12. 选择fsbl.elf文件,点击打开

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  13 .点击OK

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   14. 再添加我们的比特文件。

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  15.确定文件类型为datafile,点击OK

   image.png

  16. 一般制作启动BIN文件,都会先添加fsbl.elf文件,然后添加bit文件,如有ARM的代码app应用程序,还要添加一个app.elf文件,本工程只需要前两个文件。点击create image

   image.png

  17.到此BIN文件制作完成

   接下来我们开始固化。首先将拨码开关都置于ON状态。然后开发板插上USB线接到电脑,回到SDK,我们点击工具栏,点击XILINX- >Program Flash烧写。

   Image 文件即刚才我们生成的BIN文件,FSBL即刚才选的FSBL.elf。然后等待FLASH操作 完成。

   image.png

   18.烧写完成之后,一定要断电重启。sdk烧写很慢,而且不好用。建议学习Vivado进行烧写。

  

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