实例介绍
【实例简介】基于SoC FPGA的嵌入式设计和开发教程V1.4
【实例截图】
【核心代码】
目录
基于 Cyclone V SoC FPGA 的嵌入式系统设计教程...................................................................1
Intel Cyclone SoC FPGA 介绍.....................................................................................................6
SoC FPGA 的基本概念 .....................................................................................................6
SOPC 的基本概念............................................................................................................6
SOPC 与 SoC FPGA 之间的差异........................................................................................7
SoC FPGA 架构的优势 .....................................................................................................7
基于 Cyclone V SoC FPGA 器件的重要电路设计.......................................................................9
FPGA IO 和时钟.............................................................................................................10
SoC FPGA JTAG 电路设计...............................................................................................13
AC501-SoC 开发板介绍.........................................................................................................15
布局及组件...................................................................................................................15
轻触按键.......................................................................................................................15
用户 LED .......................................................................................................................18
时钟输入.......................................................................................................................19
GPIO 接口
.....................................................................................................................19
DDR3 SDRAM.................................................................................................................21
通用显示扩展接口
........................................................................................................22
USB to UART ..................................................................................................................24
以太网收发器...............................................................................................................25
SoC FPGA 开发板的 FPGA 配置数据下载和固化 ....................................................................26
SoC FPGA 启动配置方式介绍........................................................................................26
sof 文件烧写方式..........................................................................................................28
JIC 文件生成和烧写 ......................................................................................................30
SoC FPGA 开发流程简介........................................................................................................34
SoC FPGA 开发流程.......................................................................................................34
硬件开发..............................................................................................................34
软件开发..............................................................................................................36
AC501_SoC FPGA 开发板黄金参考设计说明..........................................................................37
什么是 GHRD ................................................................................................................37
GHRD FOR AC501-SoC....................................................................................................37
打开和查看 GHRD.................................................................................................37
总结......................................................................................................................47
Step by Step 为 HPS 添加 UART 外设......................................................................................48
修改 GHRD 工程............................................................................................................48
打开 GHRD 工程 ...................................................................................................48
添加 UART IP.........................................................................................................49
关于 HPS 与 FPGA 数据交互 .................................................................................49
连接 UART IP 信号端口
.........................................................................................50
分配组件基地址...................................................................................................52
生成 Qsys 系统的 HDL 文件..................................................................................54
添加 uart_1 的端口到 Quartus 工程中..................................................................55
分配 FPGA 管脚....................................................................................................57小梅哥 FPGA 团队 武汉芯路恒科技
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生成配置数据二进制文件....................................................................................58
制作 Preloader Image ....................................................................................................59
打开 SoC EDS 工具................................................................................................59
生成 bsp 文件.......................................................................................................60
编译 preloader 和 uboot .......................................................................................64
更新 preloader 和 uboot .......................................................................................66
使用新的 Uboot 启动 SoC.....................................................................................67
制作设备树...................................................................................................................68
设备树制作流程...................................................................................................68
准备所需文件.......................................................................................................69
生成 dts 文件........................................................................................................70
生成 dtb 文件.......................................................................................................71
运行修改后的工程........................................................................................................72
使用 DS-5 编写和调试 SoC 的 Linux 应用程序 .......................................................................74
启动 DS-5......................................................................................................................74
创建 C 工程...................................................................................................................77
编译工程.......................................................................................................................81
建立 SSH 远程连接........................................................................................................82
创建远程连接.......................................................................................................82
复制文件到目标板 ...............................................................................................89
运行应用程序.......................................................................................................90
远程调试.......................................................................................................................91
GDB 设置.............................................................................................................91
GDB 连接和调试..................................................................................................93
总结..............................................................................................................................96
使用 WinSCP 在 Windows 和 Linux 系统之间传输文件..........................................................96
为什么要使用 WinSCP...................................................................................................96
安装 WinSCP .................................................................................................................96
建立远程主机连接........................................................................................................97
新建远程连接...............................................................................................................99
调用 putty 终端...........................................................................................................100
基于虚拟地址映射的 Linux 硬件编程..................................................................................101
什么是虚拟地址映射..................................................................................................101
虚拟地址映射的实现..................................................................................................102
基于虚拟地址映射的 PIO 编程应用............................................................................104
PIO 外设的虚拟地址映射 ...................................................................................105
在 DS-5 中建立 PIO 应用工程 .............................................................................106
添加和包含 HPS 库文件......................................................................................107
添加 FPGA 侧外设硬件信息................................................................................110
PIO IP 核介绍......................................................................................................112
PIO 核寄存器映射..............................................................................................114
PIO IP 核应用实例...............................................................................................116
合理的程序退出机制..........................................................................................121
关于按键消抖.....................................................................................................123
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基于虚拟地址映射的 UART 编程应用.........................................................................123
UART （RS-232 Serial port）核介绍....................................................................123
UART （RS-232 Serial port）寄存器映射............................................................124
UART IP 核应用实例............................................................................................126
UART IP 核板级调试............................................................................................135
总结....................................................................................................................136
基于虚拟地址映射的 I2C 编程应用.............................................................................137
OpenCores I2C IP 简介.........................................................................................137
OpenCores I2C IP 寄存器映射..............................................................................138
I2C IP 核应用实例...............................................................................................140
总结....................................................................................................................156
本章小节.....................................................................................................................156
基于 Linux 应用程序的 HPS 配置 FPGA................................................................................156
制作 Quartus 工程.......................................................................................................157
生成 rbf 格式配置数据................................................................................................158
编译 Linux 配置 FPGA 应用程序..................................................................................160
在系统重配置 FPGA 实验............................................................................................160
本章小结.....................................................................................................................163
编译嵌入式 Linux 系统内核.................................................................................................164
安装 VMware ..............................................................................................................165
安装 Ubuntu 系统 .......................................................................................................166
下载 Linux 系统源码 ...................................................................................................176
设置交叉编译环境......................................................................................................180
配置和编译内核 .........................................................................................................184
快速配置内核.....................................................................................................184
保存内核配置文件 .............................................................................................191
编译内核............................................................................................................192
使用内核启动开发板..........................................................................................193
本章小节.....................................................................................................................196
Linux 设备树的原理与应用实例 ..........................................................................................196
什么是设备树.............................................................................................................197
设备树基本格式 .........................................................................................................198
设备树加载设备驱动原理...........................................................................................203
编写设备节点.............................................................................................................205
应用新设备树启动板卡 ..............................................................................................209
本章小节.....................................................................................................................210
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