基于ZYNQ的双核启动与通信问题解决

1    处理器间的通信

为AMP 设计创建应用之前，您需要考虑应用如何进行通信（如有需要）。最简单的方法是使用片上存储器。Zynq SoC 配备256KB 的片上SRAM，可从以下四个源地址进行访问：

• 利用侦测控制单元（SCU）从任意内核进行访问；

• 利用SCU 通过AXI 加速器一致性端口（ACP）从可编程逻辑进行访问；

• 利用片上存储器（OCM）互联通过高性能AXI 端口从可编程逻辑进行访问；

• 也是利用OCM 从中央互联进行访问。

由于这些不同的访问源都能对片上存储器进行读写，因此尤为重要的一点是，在使用OCM 之前一定要首先详细了解其的运行方式。

既然OCM 有多个访问源，那么显然应该定义一个仲裁和优先级形式。由于侦测控制单元需要最低时延（SCU 既可以是处理器内核也可以是AXI ACP 接口），因此SCU 从这些访问源的读操作就具有最高优先级，紧接着是SCU 写操作，然后是OCM 互联读/ 写操作。用户可通过将片上存储器控制寄存器中的SCU 写操作的优先级设置为低来颠倒SCU 写操作和OCM 互联访问的优先级。

OCM 本身结构为128 位字，分成四个64KB 分区，并位于PS 地址空间的不同位置。初始配置下，前三个64KB 区块布置在地址空间的起始位置，最后一个64KB 区块置于地址空间的末尾。

1.1           简单的片上存储器实例

您可使用赛灵思I/O 函数访问OCM， 以便从所选的存储器地址读取和写入数据。这些函数包含在Xil_IO.h 中， 可支持在CPU 地址空间内存储和访问8 位、16 位或32 位字符型、短整型或整型数据。使用这些函数时，只需知道您希望访问的地址以及想要在此存储的值即可。如果是写操作，方法如下：

Xil_Out8(0xFFFF0000,0x55);

read_char = Xil_In8(0xFFFF0000);

使用该技术时要确保两个地址指向片上存储器中的相同位置，尤其是当不同人编写不同内核程序时更应如此，为此更好的方法是使用共同的头文件。该文件将包含针对特定传输的相关操作地址的宏定义，例如：

#define LED_PAT 0xFFFF0000

另一种备选方法是让两个程序都使用指示器来访问存储单元。您可以通过使用宏命令定义指向恒定地址的指示器（一般用C 语言）来实现这一点：

#define LED_OP (*(volatile unsigned int *)(0xFFFF0000))

此外，您还可以对地址再次进行宏定义，以确保该地址为两个应用程序的共用地址。这种方法无需使用赛灵思I/O 库，而是通过指示器实现简单访问。

2、双核运行和启动完整工程创建过程记录

我们利用wiki提供的文件创建硬件工程和软件工程，并创建基于QSPI Flash的固化文件mcs文件。

2.1 创建硬件工程

下载文件earlyaccess_xapp1079_2014.2.zip。网址如下：

http://www.wiki.xilinx.com/XAPP1079+Latest+Information

然后解压earlyaccess_xapp1079_2014.2.zip，把design文件夹下的src文件夹拷贝到C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Xilinx文件夹下面，然后打开软件Vivado 2014.2,然后点击ToolsàRun Tcl Script，打开路径C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Xilinx选择create_proj_ zedBoard.tcl，然后点击OK。就会自动运行创建Project_1的硬件工程，生成bit文件，打开implement，Export Hardware，launch SDK。硬件工程模块图如下图1所示：

图1

工程放在C盘复杂目录下寻找起来不方便，我们把他拷贝到目录E:\Zed7020_lab\2014.2\zed_amp_bare_metal_cortex_a9文件夹下面，然后打开vivadio，打开SDK。

2.2  创建软件工程

在SDK软件中选择Xilinx_Tools->Repositories，选择New，浏览文件夹选择路径E:\Zed7020_lab\2014.2\zed_amp_bare_metal_cortex_a9\src\sdk_repo，然后点击OK。如下图2所示：

图2

创建FSBL工程，选择File->New->Application_Project，工程命名为fsbl,然后点击Next，选择模板‘Zynq FSBL’，然后点击Finish。

重新启动CPU1依靠FSBL BSP文件修改的向量表。所以需要验证FSBL BSP使用的standalone来自local repository。

选择fsbl_bsp，然后右键选择'Board Support Package Settings'，观察界面，验证OS Version是4.91，然后点击Cancle。如下图3所示：

图3

创建应用工程运行在CPU0，选择File->New->Application_Project，工程命名为'app_cpu0'，然后选择next。选择模板'Empty Application'然后点击Finish。然后下解压包的路径…\earlyaccess_xapp1079_2014.2\design\src\apps\app_cpu0下拷贝文件app_cpu0.c和lscript.ld粘贴到SDK工程app_cpu0->src下面。如图4所示：

图4

创建板级支持包为CPU1，选择File->New->Board_Support_Package，然后将工程命名为app_cpu1_bsp，改变处理器为’ ps7_cortexa9_1’。然后点击Finish。在 'Board Support Package Settings' 里选择Overview->drivers->ps7_cortexa9_1 和改变the extra_compiler_flags 值 为 '-g -DUSE_AMP=1'，然后点击OK。如下图5所示：

图5

创建应用程序运行在CPU1上，选择File->New->Application_Project，然后工程命名为'app_cpu1'，改变处理器为‘ps7_cortexa9_1’，选择板级支持包，使用已存在的板级支持包'app_cpu1_bsp'，然后点击Next，选择模板'Empty Application'，然后点击Finish。如下图6所示：

图6

然后下解压包的路径…\earlyaccess_xapp1079_2014.2\design\src\apps\ app_cpu1下拷贝文件app_cpu1.c和lscript.ld粘贴到SDK工程app_cpu1->src下面。

2    生成mcs文件和烧写mcs文件到QSPI Flash

下面将生成烧写到QSPI里面的mcs文件和烧写的步骤。

2.1           生成mcs文件

单击‘app_cpu1’，选择Xilinx Tools –> Create zynq boot image，选择Add，选择文件…/app_cp0/Debug/ app_cpu0.elf,点击打开。然后选择app_cpu0.elf,点击UP。把文件app_cpu0.elf移动到app_cpu1.elf上面。然后在Output pach后面把boot.bin修改为Boot.mcs。然后点击 Create Image。如下图7所示:

图7

2．2  烧写Boot.mcs到QSPI Flash

选择Xilinx Tools –> Program Flash，在Image File后面选择刚才生成的Boot.mcs文件，Offset为0x0，Flash Type为qsip_single。勾选Blank check after erase和Verify after flash。检查开发板上电和连线状况，然后点击Program。如下图8所示：

图8