实例介绍
【实例简介】
XLINX--Zynq7000开发平台配套教程V2.01，需要的下载学习
ALINX ALNX黑金Zyq7000开发平台配套教程 序 首先感谢大家购买黑金动力社区出品的ZYNQ7000的开发板AX7010和AX7020!您对我 们和我们产品的支持和信任给我们增添了永往直前的信心和勇气。 赛灵思公司Xinx)于2012年推出zynq7000SOC芯片解决方案,该方案将双核ARM Cortex-A9和 FPGA Fabric集成在一颗芯片上,通过内部总线连接,ARM和FPGA之间的通 信速度大大提高,从而提高芯片整体性能。但同时,ARM和FPGA两门之前独立的软硬件学科 在一颗芯片上应用,大大提高了芯片入门门槛。黑金这两年一直在筹划推出zynq7000SOC系 列硬件开发平台,同时编著一套教程,循序渐进,由浅入深,旨在让学员很轻松的入门,体验 最前沿的ARM+ FPGA SOC技术。 本教程根据不同的侧重点分4部分:第一部分是基础篇,分别介绍开发板的上电捡测,硬 件电路的介绍,zYNQ芯片的介绍,软件 nevado的安装, Linux系统虚拟机的安装,PS和PL 接口技术的介绍和zYNQ开发流程的介绍。通过基础篇让大家对黑金开发板AX7010/A×7020 及zYNQ芯片和开发有一个总体认识,为后面几部分的学习打好基础。第二部分是逻辑篇,在 逻辑篇里我们把zYNQ芯片当做普通的FPGA来使用,结合开发板和zYNQ芯片的资源实现 纯逻辑的开发。我们会通过大量的应用实例让大家了解和掌握FPGA的 Verilog程序的设计及 实现。AX7010/AX7020开发平台的硬件资源。 播下一粒种子,收获一片森林”,更是黑金 ALINX硬件开发的美好愿望,同时我们会在 黑金动力社区http://www.hejin.ag和大家一起讨论,一起学习,一起进步,一起成长。 黑金 系列开发筮典 http://www.hejin.org ALINX ALNX黑金Zyq7000开发平台配套教程 目录 序 目录 第一部分基础篇 第1章AX7010/AX7020开发板开箱检测 1.1准备工作 1.1.1硬件配置. 8 11.2USB转UART驱动安装 1.1.3终端登录工具 Securecrt安装 1.2外设连接 1.3实验操作 044 第2章zYNQ7000芯片的简介… 17 2.1PS内部资源介绍.. 18 2.1PL内部资源介绍 19 第3章 Vivado软件安装 20 31 VIVADO软件介绍. …………,…20 3.2 VIVADO软件版本 20 33ADO软件安装 21 第4章Linuⅹ系统虚拟机的安装. 29 41虚拟机的安装… 29 42安装 ubuntu. 30 第5章PS和PL接口技术详解. 41 51AⅪ接口标准介绍 41 52zYNQ的AⅪ资源 -44 53PL端的AX接口设计 ,45 5.4 AXI Interconnect.…………46 第6章zYNQ芯片开发流程的简介. 49 61开发工具介绍… 49 6.2开发流程说明. 0 第二部分逻辑篇 ∴52 第7章 FPGA LED控制实验…52 71硬件介绍. 52 7.2创建工程. 7.3编写流水灯的 verilog代码…. 黑金 系列开发筮典 http:/www.hejinorg ALINX ALNX黑金Zyq7000开发平台配套教程 74添加XDC管脚约束文件 62 7.5编译 7.6下载和调试 D1,着面 69 第8章HDM输出实验. ..73 81HDMI及TMDS原理 73 8.2硬件介绍. ,75 8.3程序设计 84添加XDC管脚约束文件…… 79 85编译和下载. 80 第三部分SDK篇 .81 第9章 Hello world实验… .::::::::.·:::·:.::.:::::::::::::.:· 81 9.1 Vivado工程创建 灬81 92zYNQ系统的配置 8 9.3硬件导入SDK 99 94SDK软件编程…. 102 9.5下载和调试. 105 第10章P端和PS端的协同设计流水灯实验 .112 101 Vivado工程创建 112 10.2zYNQ系统的配置. ∴113 10.3添加XDC管脚约束文件……… ::::.·.:: 123 104编译生成比特流文件 124 10.5硬件导入SDK 125 10.6SDK软件编程 127 107下载和调试… 129 第11章定时器中断实验 135 111中断控制器和计数器.. 135 112zYNQ系统的配置… .136 113硬件导入SDK ..::::::....::::· 139 11.3SDK软件编程….. 141 114下载和调试…144 第12章按键实验 .146 121PS和PL共享中断 146 12.2 Vivado工程创建 147 12.3添加按键IP.... 12.4添加按键管脚约束…. 156 125编译生成比特流文件 157 126硬件导入SDK ::aaa:.:::: 157 127SDK软件编程…… 159 黑金 系列开发筮典 http:/www.hejinorg ALINX ALNX黑金Zyq7000开发平台配套教程 128下载和调试 165 第13章自定义IP实验… 170 131RTC时钟DS1302…170 132 Vivado工程创建 .172 13.3创建自定义IP 174 134添加RTC管脚约束 …………189 13.5编译生成比特流文件∴…….19 13.5硬件导入SDK 190 136SDK软件编程 190 137下载和调试… 193 第14章VDMA实验硬件系统搭建… .197 141硬件构架 a:::: 灬197 142搭建硬件工程 198 143添加HDMI管脚约束……… 227 144编译生成比特流文件 14.5硬件导入SDK 228 第15章VDMA实验SDK软件…..… 231 151SDK软件编程...… 231 152程序说明 232 15.3图像数据生成方法 ::::.·.:: 239 154下载和调试 241 第16章程序固化和启动 245 161开发板启动流程……. 245 162 Vivado工程修改… 163生成FSBL可执行文件 251 164 BOOTBIN文件的生成… 254 165烧写 FLASH并启动 .260 166SD卡启动 ..:::: 263 第17章 Linux开发环境的搭建.…….… 265 17.1安装Lnux版本的SDK...265 172安装32位支持工具包 .276 173安装 OpenSSL库 第18章u-boot的编译和启动 279 181u-boot原理及实现. 279 182u-boot的编译. 285 183生成 BOOTBIN文件 .289 184u-boot启动实验 301 第19章内核的编译 305 黑金 系列开发筮典 http:/www.hejinorg ALINX ALNX黑金Zyq7000开发平台配套教程 191 Linux内核介绍 19.2 Linux內核源码编译 307 193设备树 Device tree的编译..1312 194文件系统.. 314 第20章SD卡的制作 20.1SD卡分区… 灬316 20.2复制BOOT.BIN文件 320 20.3复制编译后的内核文件 20.4复制编译后的设备树文件… 321 20.5复制文件系统…… 322 206 Linux sD卡启动 .::::::::.·:::·:.::.::::::::::::·.:· 第21章 Linux系统下的 hello world实验 328 21.1 nfs server安装和配置 212编写 helloworld程序 334 21.3编译 helloworld程序 214运行…… 336 第22章 Linux系统下的GPIO应用实践. 338 221 sysfs方式控制GPIO 338 22.2编写GPIO应用程序 342 22.3编译GPIO程序…… 224运行和实验 347 黑金 系列开发筮典 http://www.hejin.org ALINX ALNX黑金Zyq7000开发平台配套教程 第一部分基础篇 第1章AX7010/AX7020开发板开箱检测 当我们拿到开发板是否应该测试一下收到的开发板是否功能正常,以及各个接口工作是否 工作正常。在出厂前我们已经在SD卡里存储了启动程序和操作系统,所以开发板上电就能启 动并可以用来测试各个部分接口和电路的工作是否正常。通过测试也使大家对我们开发板的功 能有一个大致的认识 11准备工作 1.11硬件配置 开发板的上电检测需要以下的设备。其中SD卡里我们已经为用户存储了ARM的Boot启 动程序和系统的镜像文件 iMage。红色USB线用于开发板和PC之间的串口通信。HDM线 和HDMI显示器用于显示AX7010AX7020开发板输出的 Ubuntu界面,网线用于开发板连 接 Internet网络,USB鼠标和键盘用于人机交互操作。因为开发板上只有一个USB口,这里 需要连接一个∪ SB Hub设备来扩展多个USB口连接USB键盘和鼠标。 ◆AX7010开发板或AX7020开发板 ◇5∨直流电源适配器(开发板自带) 令 Micro sd卡(开发板自带) mini usB数据线2根(开发板自带) 今网线 今HDM线和HDMI显示器 ◇USB鼠标和键盘 ☆ USB Hub ◇PC机 黑金 系列开发筮典 http://www.hejin.org ALINX ALNX黑金Zyq7000开发平台配套教程 下图为开发板自带的测试设备: S ZNO ALINX (1.A×7010/A×7020开发板;(2).SD卡读卡器;(3).+5V电源;(4).2根USB线;(5)SD 卡 下图为用户自己需要准备的测试设备 USB Hub 网线 USB鼠标 四图暑固回 USB鼠标 HDM显示器 黑金 系列开发筮典 http://www.hejin.org ALINX ALNX黑金Zyq7000开发平台配套教程 11.2USB转UART驱动安装 测试前我们需要安装USB转串口的驱动软件(05软件工具及驱动 CP210 x Windows Drivers.zip),不然无法做串口通信测试。驱动安装好以后,用红色USB 线连接电脑USB口和开发板上的∪ART口(刀进行连接,然后打开电脑的设备管理器,设备管 理器能够找到串口设备CP210x,我机器上映射的是COM3 A端口COM和LPT Ia silicon Labs CP210x USB to UART Bridge (COM3) 11.3终端登录工具 SecureCRT安装 终端工具有很多, putty, teraterm, Windows自带终端工具, SecureCrT等等,众多终端 工具中,比较下来,还是 SecureCrT最好用,我们在资料的\O5软件工具及驱动\ SecureCrt 目录下为大家准备了绿色免安装的 securecrT软件。下面简单介绍基于 SecurecrT串口终端 的创建(在后面串口终端打印启动信息,需要用到 双击 SecureCRTexe图标 111 r5121917:29应用序扩 ORDER TYT 2了65/3L13:0文本文档 EREADME.TXT C3/3013:1文本档 2T3/2111:5T编译的HM帮 FT EXE 应用程序 文本烹档 应用程序扩展 AA NR SSH2Cor e43d11 105应用程序扩展 1. 058 KB 第一次使用会弹出以下对话框,点击OK Secur echi Chis is the first time that you ave ]un SecureCRT ecureCRi needs to set E01 der wher日 Pressing Cancel will exit the apalica-ion yi thou setting the confi gur ation folder mingtVanllyke\C 点击YES。 黑金 系列开发筮典 10 http://www.hejin.org 【实例截图】
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ALINX ALNX黑金Zyq7000开发平台配套教程 序 首先感谢大家购买黑金动力社区出品的ZYNQ7000的开发板AX7010和AX7020!您对我 们和我们产品的支持和信任给我们增添了永往直前的信心和勇气。 赛灵思公司Xinx)于2012年推出zynq7000SOC芯片解决方案,该方案将双核ARM Cortex-A9和 FPGA Fabric集成在一颗芯片上,通过内部总线连接,ARM和FPGA之间的通 信速度大大提高,从而提高芯片整体性能。但同时,ARM和FPGA两门之前独立的软硬件学科 在一颗芯片上应用,大大提高了芯片入门门槛。黑金这两年一直在筹划推出zynq7000SOC系 列硬件开发平台,同时编著一套教程,循序渐进,由浅入深,旨在让学员很轻松的入门,体验 最前沿的ARM+ FPGA SOC技术。 本教程根据不同的侧重点分4部分:第一部分是基础篇,分别介绍开发板的上电捡测,硬 件电路的介绍,zYNQ芯片的介绍,软件 nevado的安装, Linux系统虚拟机的安装,PS和PL 接口技术的介绍和zYNQ开发流程的介绍。通过基础篇让大家对黑金开发板AX7010/A×7020 及zYNQ芯片和开发有一个总体认识,为后面几部分的学习打好基础。第二部分是逻辑篇,在 逻辑篇里我们把zYNQ芯片当做普通的FPGA来使用,结合开发板和zYNQ芯片的资源实现 纯逻辑的开发。我们会通过大量的应用实例让大家了解和掌握FPGA的 Verilog程序的设计及 实现。AX7010/AX7020开发平台的硬件资源。 播下一粒种子,收获一片森林”,更是黑金 ALINX硬件开发的美好愿望,同时我们会在 黑金动力社区http://www.hejin.ag和大家一起讨论,一起学习,一起进步,一起成长。 黑金 系列开发筮典 http://www.hejin.org ALINX ALNX黑金Zyq7000开发平台配套教程 目录 序 目录 第一部分基础篇 第1章AX7010/AX7020开发板开箱检测 1.1准备工作 1.1.1硬件配置. 8 11.2USB转UART驱动安装 1.1.3终端登录工具 Securecrt安装 1.2外设连接 1.3实验操作 044 第2章zYNQ7000芯片的简介… 17 2.1PS内部资源介绍.. 18 2.1PL内部资源介绍 19 第3章 Vivado软件安装 20 31 VIVADO软件介绍. …………,…20 3.2 VIVADO软件版本 20 33ADO软件安装 21 第4章Linuⅹ系统虚拟机的安装. 29 41虚拟机的安装… 29 42安装 ubuntu. 30 第5章PS和PL接口技术详解. 41 51AⅪ接口标准介绍 41 52zYNQ的AⅪ资源 -44 53PL端的AX接口设计 ,45 5.4 AXI Interconnect.…………46 第6章zYNQ芯片开发流程的简介. 49 61开发工具介绍… 49 6.2开发流程说明. 0 第二部分逻辑篇 ∴52 第7章 FPGA LED控制实验…52 71硬件介绍. 52 7.2创建工程. 7.3编写流水灯的 verilog代码…. 黑金 系列开发筮典 http:/www.hejinorg ALINX ALNX黑金Zyq7000开发平台配套教程 74添加XDC管脚约束文件 62 7.5编译 7.6下载和调试 D1,着面 69 第8章HDM输出实验. ..73 81HDMI及TMDS原理 73 8.2硬件介绍. ,75 8.3程序设计 84添加XDC管脚约束文件…… 79 85编译和下载. 80 第三部分SDK篇 .81 第9章 Hello world实验… .::::::::.·:::·:.::.:::::::::::::.:· 81 9.1 Vivado工程创建 灬81 92zYNQ系统的配置 8 9.3硬件导入SDK 99 94SDK软件编程…. 102 9.5下载和调试. 105 第10章P端和PS端的协同设计流水灯实验 .112 101 Vivado工程创建 112 10.2zYNQ系统的配置. ∴113 10.3添加XDC管脚约束文件……… ::::.·.:: 123 104编译生成比特流文件 124 10.5硬件导入SDK 125 10.6SDK软件编程 127 107下载和调试… 129 第11章定时器中断实验 135 111中断控制器和计数器.. 135 112zYNQ系统的配置… .136 113硬件导入SDK ..::::::....::::· 139 11.3SDK软件编程….. 141 114下载和调试…144 第12章按键实验 .146 121PS和PL共享中断 146 12.2 Vivado工程创建 147 12.3添加按键IP.... 12.4添加按键管脚约束…. 156 125编译生成比特流文件 157 126硬件导入SDK ::aaa:.:::: 157 127SDK软件编程…… 159 黑金 系列开发筮典 http:/www.hejinorg ALINX ALNX黑金Zyq7000开发平台配套教程 128下载和调试 165 第13章自定义IP实验… 170 131RTC时钟DS1302…170 132 Vivado工程创建 .172 13.3创建自定义IP 174 134添加RTC管脚约束 …………189 13.5编译生成比特流文件∴…….19 13.5硬件导入SDK 190 136SDK软件编程 190 137下载和调试… 193 第14章VDMA实验硬件系统搭建… .197 141硬件构架 a:::: 灬197 142搭建硬件工程 198 143添加HDMI管脚约束……… 227 144编译生成比特流文件 14.5硬件导入SDK 228 第15章VDMA实验SDK软件…..… 231 151SDK软件编程...… 231 152程序说明 232 15.3图像数据生成方法 ::::.·.:: 239 154下载和调试 241 第16章程序固化和启动 245 161开发板启动流程……. 245 162 Vivado工程修改… 163生成FSBL可执行文件 251 164 BOOTBIN文件的生成… 254 165烧写 FLASH并启动 .260 166SD卡启动 ..:::: 263 第17章 Linux开发环境的搭建.…….… 265 17.1安装Lnux版本的SDK...265 172安装32位支持工具包 .276 173安装 OpenSSL库 第18章u-boot的编译和启动 279 181u-boot原理及实现. 279 182u-boot的编译. 285 183生成 BOOTBIN文件 .289 184u-boot启动实验 301 第19章内核的编译 305 黑金 系列开发筮典 http:/www.hejinorg ALINX ALNX黑金Zyq7000开发平台配套教程 191 Linux内核介绍 19.2 Linux內核源码编译 307 193设备树 Device tree的编译..1312 194文件系统.. 314 第20章SD卡的制作 20.1SD卡分区… 灬316 20.2复制BOOT.BIN文件 320 20.3复制编译后的内核文件 20.4复制编译后的设备树文件… 321 20.5复制文件系统…… 322 206 Linux sD卡启动 .::::::::.·:::·:.::.::::::::::::·.:· 第21章 Linux系统下的 hello world实验 328 21.1 nfs server安装和配置 212编写 helloworld程序 334 21.3编译 helloworld程序 214运行…… 336 第22章 Linux系统下的GPIO应用实践. 338 221 sysfs方式控制GPIO 338 22.2编写GPIO应用程序 342 22.3编译GPIO程序…… 224运行和实验 347 黑金 系列开发筮典 http://www.hejin.org ALINX ALNX黑金Zyq7000开发平台配套教程 第一部分基础篇 第1章AX7010/AX7020开发板开箱检测 当我们拿到开发板是否应该测试一下收到的开发板是否功能正常,以及各个接口工作是否 工作正常。在出厂前我们已经在SD卡里存储了启动程序和操作系统,所以开发板上电就能启 动并可以用来测试各个部分接口和电路的工作是否正常。通过测试也使大家对我们开发板的功 能有一个大致的认识 11准备工作 1.11硬件配置 开发板的上电检测需要以下的设备。其中SD卡里我们已经为用户存储了ARM的Boot启 动程序和系统的镜像文件 iMage。红色USB线用于开发板和PC之间的串口通信。HDM线 和HDMI显示器用于显示AX7010AX7020开发板输出的 Ubuntu界面,网线用于开发板连 接 Internet网络,USB鼠标和键盘用于人机交互操作。因为开发板上只有一个USB口,这里 需要连接一个∪ SB Hub设备来扩展多个USB口连接USB键盘和鼠标。 ◆AX7010开发板或AX7020开发板 ◇5∨直流电源适配器(开发板自带) 令 Micro sd卡(开发板自带) mini usB数据线2根(开发板自带) 今网线 今HDM线和HDMI显示器 ◇USB鼠标和键盘 ☆ USB Hub ◇PC机 黑金 系列开发筮典 http://www.hejin.org ALINX ALNX黑金Zyq7000开发平台配套教程 下图为开发板自带的测试设备: S ZNO ALINX (1.A×7010/A×7020开发板;(2).SD卡读卡器;(3).+5V电源;(4).2根USB线;(5)SD 卡 下图为用户自己需要准备的测试设备 USB Hub 网线 USB鼠标 四图暑固回 USB鼠标 HDM显示器 黑金 系列开发筮典 http://www.hejin.org ALINX ALNX黑金Zyq7000开发平台配套教程 11.2USB转UART驱动安装 测试前我们需要安装USB转串口的驱动软件(05软件工具及驱动 CP210 x Windows Drivers.zip),不然无法做串口通信测试。驱动安装好以后,用红色USB 线连接电脑USB口和开发板上的∪ART口(刀进行连接,然后打开电脑的设备管理器,设备管 理器能够找到串口设备CP210x,我机器上映射的是COM3 A端口COM和LPT Ia silicon Labs CP210x USB to UART Bridge (COM3) 11.3终端登录工具 SecureCRT安装 终端工具有很多, putty, teraterm, Windows自带终端工具, SecureCrT等等,众多终端 工具中,比较下来,还是 SecureCrT最好用,我们在资料的\O5软件工具及驱动\ SecureCrt 目录下为大家准备了绿色免安装的 securecrT软件。下面简单介绍基于 SecurecrT串口终端 的创建(在后面串口终端打印启动信息,需要用到 双击 SecureCRTexe图标 111 r5121917:29应用序扩 ORDER TYT 2了65/3L13:0文本文档 EREADME.TXT C3/3013:1文本档 2T3/2111:5T编译的HM帮 FT EXE 应用程序 文本烹档 应用程序扩展 AA NR SSH2Cor e43d11 105应用程序扩展 1. 058 KB 第一次使用会弹出以下对话框,点击OK Secur echi Chis is the first time that you ave ]un SecureCRT ecureCRi needs to set E01 der wher日 Pressing Cancel will exit the apalica-ion yi thou setting the confi 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