Zedboard(二)使用Vivado+SDK开发嵌入式应用程序——实例一

　　本次介绍用Vivado构建Zedboard开发板的硬件平台+SDK开发应用程序（Zedboard裸机开发）

过程如下：

一、运行Vivado，建立新工程

　　指定好工程路径，下一步，选择RTL Project，勾选“Do not specify sources at this time”(先不添加源文件和引脚约束)

　　

　　接下来选择对应的开发板，勾选Board，选择Zedboard XXXX

　　　

　　最后的界面显示了新建工程的相关信息：

　　

　　点击finish完成。

二、添加处理器zynq-7000（IP）内核

　　点击左侧菜单栏Flow Navigator->IP Intergrstor->Create Block Design

　　

　　填上名字，选好所在文件夹（其实就是下图的Sources）

　　

　　点击开发界面中的Add IP的加号，通过输入关键词来搜索需要添加的IP核

　　

　　选中IP核后，系统会以图形界面的形式把IP核显示出来：

　　

　　点击上图浅绿色条带中的Run Block Automation

　　

　　勾选apply board preset，将这个IP核相关的输入/输出信号映射到芯片具体的引脚上，并添加必要的约束。

　　点击OK按钮后启动自动化，完成后结果如下图：

　　

　　通过双击图中的IP核（图案会变成橙色）可以更改其内部配置。

　　默认状态下使能了M_AXI_GP0，可以将PL部分带AXI从接口的IP连接到PS进行控制。这里我们暂时不用到PL部分，所以把其禁用，否则验证设计时会报错。双击方块，见下图

　　

　　完成配置后，右击图案，选择“Validate Design”进行规则检查。

　　

　　如果没错误则出现以下提示：

　　

　　接下来是生成输出文件并封装成HDL形式

　　为上述添加的模块生成相关的综合、实现及仿真文件，点击Flow Navigator->IP Intergrstor->Generator Block Design

　　

　　

　　生成输出文件后，将其封装成顶层HDL文件，Source窗口右击core(添加的IP核名字)，选择Create HDL  Wrapper

　　

　　完成后，Source窗口多了一个HDL文件Core_wrapper.v

　　

　　至此，我们完成了一个IP核的内部设计并将其封装成基本的HDL形式(可以作为一个模块被其他设计调用)，接下来就可以进行RTL分析、综合、实现和生成硬件比特流文件

　　下一步，我们将生成比特流文件：

　　左侧导航栏Flow Navigator->Program and Debug->Generate Bitstream，如果之前没有进行综合和实现，则系统会提示是否进行，点击yes即可。

　　

三、使用SDK完成软件开发

　　在上一步中我们已经完成了处理器硬件架构的设计，如果此时将比特流文件下载到ZYNQ-7000芯片内部，则此时的芯片将是一款用户自己定制的处理器，但它还缺乏软件程序。

　　这一节，我们将硬件平台信息导入到SDK　

　　打开工程core，选择IMPLEMENTATION（这一步是必须的，否则后面会报错）

　　

　　接着File->Exprot->Exprot Hardware for SDK，将硬件平台信息、硬件比特文件全部导入SDK平台并打开SDK软件（打开后SDK的system.hdf就是）

　　

　　注意勾选加入比特流文件

　　

　　生成完成好，我们就完成了硬件平台的构建，下一步就是进入SDK进行应用软件开发了。

　　File->Launch SDK，SDK开始运行。

　　左侧栏可以看到硬件平台信息已经被导入。

　　

　　下一步是创建BSP(板级驱动包)和Application Project(应用程序)

　　BSP是在硬件平台上运行程序必不可少的组件，在SDK中选择File->New->Board Support Package

　　

　　*裸机开发选standalone

　　点击finish以后会出现新创建BSP的配置信息：

　　

　　这里我们默认配置即可，点OK

　　接下来就是建立应用工程，在SDK中选择File->New->Application Project

　　

　　命名和选择信息，完成后点击Next，

　　

　　选择Hello World作为工程模板，Finish。这时左侧的工程浏览器就出现了刚刚建立的工程文件夹，下拉菜单src中找到helloworld.c,双击就可以编辑了　

　　

　　编辑好代码，点击保存，然后编译

　　

　　在console中查看编译报告，如果没有出现错误，则编译成功。下一步就可以连接Zedboard进行板级调试了。

四、进行板级调试

　　完成应用程序的编写并编译成功以后，下一步便是连接PC和Zedboard进行调试。

　　首先需要2根Micro-USB连接线，分别连接J14(UART)和J17(JTAG)，如下图所示。　　

　　

　　这里稍微说明下J14和J17两个接口的作用：

　　　　（1）J14是USB转UART串口，在这里是用来输出板卡的信息的（比如最简单是输出“Hello World”语句，要连接这条线才能在SDK的Console中显示）

　　　　（2）J17是USB-JTAG配置端口，用来配置板卡信息

　　连接好线后，将跳帽JP7-11全部接地（进入JTAG模式），如下图所示：

　　

　　接通Zedboard电源，打开电源开关ON，通过PC的“设备管理器”，查看端口。

　　

　　注意要辨别哪个COM端口是UART的，后面要用到。

　　回到SDK，右击工程lidar->Run As->Run configurations

　　

　　双击Xilinx C/C++ application(GDB)，出现“工程名 Debug”,选中后选中右侧的STDIO Connection页

　　勾选"connect STDIO xxxx"，将Port下拉选中UART对应的COM号（比如我的是COM4），下面是数值设置为115200，点击Apply然后Close

　　

　　设置好以后，我们就可以开始板级调试了，点击菜单栏的按钮进入Run模型（当然在上面你Apply之后直接点Run也是一样的效果）

　　

　　*如果是要一步一步调试，则点击按钮，进入Debug模式。

　　*可能会提示没有配置FPGA，跳过就好。

　　通过Console就可以查看输出了。

　　

　　至此，一个简单的应用程序就完成了。

　　回顾一下，整个流程下来包括了以下几个阶段：

　　　　1.搭建硬件平台（在vivado中进行）

　　　　2.将硬件平台信息（包括比特流文件）导入SDK

　　　　3.在SDK中建立驱动包和应用工程

　　　　4.连接PC和开发板，进行板级调试