【第二季】CH11_ ZYNQ软硬调试高级技巧

【第二季】CH11_ ZYNQ软硬调试高级技巧

软件和硬件的完美结合才是SOC的优势和长处，那么开发ZYNQ就需要掌握软件和硬件开发的调试技巧，这样才能同时分析软件或者硬件的运行情况，找到问题，最终解决。那么本章将通过一个简单的例子带大家使用vivado+SDK进行系统的调试。

11.1 方案框架

这个实验中，我们将在上一章工程的基础上添加一个名为MATH_IP的 Custom IP.并且添加Mark Debug观察AXI4-Lite总线上的工作情况，添加VIO CORE观察MATH_IP的工作情况，添加ILA CORE观察LED的PIN脚输出情况。

11.2 硬件工程搭建

Step1：做好备份后，直接打开上一章节的硬件工程。

Step2：在Project manager区中单击Project settings。

Step3：选择IP设置区中的repository manager。

Step:4：单击+号图标，将math_ip_0的路径添加进去（math_ip可在我们附带的第十一章程序文件夹中的Miz_ip_lib文件夹中找到），单击OK。

Step5：双击ZYNQ processing System图标，配置IP。

Step6：展开PS-PL Cross Trigger interface >Input Cross Trigger, Cross Trigger Input 0设置为：CPU0 DBG REQ、Output Cross Trigger设置为CPU0 DBG ACK，单击OK完成修改。

Step7：单击 IP icon 搜索单词“math ”之后双击添加IPCORE。

Step8：单击Click on Run Connection Automation。

Step9：勾选math_ip_0 and S_AX之后单击OK。

这个mathi_ip实际上是一个简单的硬件加法器。虽然这个简单的加法器在这里没有实用意义，但是如果换成了硬件算法，那么就具备实用价值了。红色的方框内ain_vio和bin_vio是我们准备通过逻辑分析抓去的观察信号。

Step10：单击IP icon 添加 ila CORE

Step11:双击打开ILA CORE

Step12:双击打开ILA CORE

General Options设置如下

Probe_Ports设置如下,之后单击OK

Step13：连接Probe0到GPIO_LED。

Step14:连接CLK接口到FCLK_CLK0接口

Step15:连接TRIGG_IN 和 TRIGGER_OUT_0、TRIG_OUT和TRIGGER_IN_0

Step16：添加 IP icon 添加vio。

Step17：双击 VIO core修改参数

General Options 设置如下，输入proble为1 输出为3

Probe_in设置位宽为9

Probe_out0设置位宽：1；Probe_out1设置位宽：8；Probe_out2设置位宽：8；

Step18:连接

PROBE_IN -> result

PROBE_OUT0 -> sel

PROBE_OUT1 -> ain_vio

PROBE_OUT2 -> bin_vio

CLK-> FCLK_CKL0

Step19：连接好的系统整体电路。

Step20:选中AXI Interconnect 和math_0 CORE之间的S_AXI总线

Step21:右击选择Mark Debug

Setp22:接下来依然是，右键单击Block文件，文件选择Generate the Output Products。

Step23:继续右键单击Block文件，选择Create a HDL wrapper，根据Block文件内容产生一个HDL 的顶层文件，并选择让vivado自动完成。

Setp24:单击Run Synthesis,如果有 Save 对话框弹出选择保存。

Setp25:综合结束后选择Synthesized Design option单击 OK。

Step26:在如下对话框中找到Unassigned debug nets(如果对话框没有出现选择 菜单->Window > Debug)

Step27:右击 Unassigned Debug Nets 选择Set up Debug… 之后单击 Next

Step28:删除红色错误的信号然后单击Next 到结束

Step29:生成Bit文件。

11.3 加载到SDK

Step1：导出硬件。

Step2：新建一个空SDK工程，并添加一个main.c的文件。

Step3：在main.c文件中添加以下程序，按Ctrl+S保存后自动开始编译。

/*

* main.c

*

*  Created on: 2016年11月8日

*      Author: Administrator

*/

#include <stdio.h>

#include "xparameters.h"

#include "xil_io.h"

#include "sleep.h"

#include "xil_types.h"

#define XGpio_axi_WriteReg(BaseAddr, RegOffset, Data) \

Xil_Out32((BaseAddr) + (u32)(RegOffset), (u32)(Data))

#define XPAR_GPIO_LITE_ML_0 XPAR_GPIO_LITE_ML_0_BASEADDR

#define GPIO_LITE_ML_REG0 0

#define MATH_IP_BASE XPAR_MATH_IP_0_BASEADDR

#define MATH_REG0 0

#define MATH_REG1 4

#define MATH_REG2 0

int main()

{

u8 i=0;

u8 val=0;

Xil_Out32(MATH_IP_BASE+MATH_REG0,0X42);

Xil_Out32(MATH_IP_BASE+MATH_REG1,0X12);

val = Xil_In32(MATH_IP_BASE+MATH_REG2);

xil_printf("val=%x",val);

XGpio_axi_WriteReg(XPAR_GPIO_LITE_ML_0,GPIO_LITE_ML_REG0,0X00);

while(1)

{

for(i=0;i<=3;i++)

{

XGpio_axi_WriteReg(XPAR_GPIO_LITE_ML_0,GPIO_LITE_ML_REG0,1<<i);

usleep(500000);

}

i=0;

}

}

Step4：右击工程，选择Debug as ->Debug configuration。

Step5：选中system Debugger,双击创建一个系统调试。

Step6：设置系统调试。

Step7:回到VIVADO单击Open Target->Auto Connect

Step8:加载完成后的界面

Step9:选择菜单->window->Debugprobes 选择AXI_WVALID做为触发信号

Step10:设置触发条件为1

Step11:设置触发位置为512

Step12:单击箭头所指向启动触发

Step13:进入等待触发状态

Step14：打开系统自带的串口调试软件。

Step15：在以下位置加入断点（在图中位置双击即可加入断点），方便调试。

Step16：单击运行后VIVADO  HW_ILA2 窗口采集到波形输出，可以看到AXI总线的工作时序。

Step17：同时可以观察到VIO核采集到的数据

Step18：当再次单击后控制台输出0X54

Step19:HW_ILA1 窗口采集到的数据是GPIO_LED的值为0x02，同时可观察到开发板上的LED2亮起。

11.4 本章小结

在这个实验中，笔者添加了一个用户自定义的IP CORE 并且通过使用VIO CORE观察其数据。通过ILA CORE观察 AXI总线的通信时序情况，以及EMIO 的输出情况。其中难点就是SDK 和VIVAOD的联合调试。