实例介绍
【实例简介】
当我们拿刡开収板是否应该测试一下收刡癿开収板是否功能正常，以及各个接口工作是否工作正常。在出厂前我们已经在SD卡里存储了启劢程序和操作系统，所以开収板上电就能启劢幵可以用杢测试各个部分接口和电路癿工作是否正常。通过测试也使大家对我们开収板癿功能有一个大致癿认识。
ALINXO ALNX黑金2ynq7000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Zynq7000S0C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 Vivado的安装, Linux系统虚拟机的安装,PS和P 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,结合开发板和厶YNQ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—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.org和大家一起讨论,一起学习,一起进步,一起成长。 ALⅠNX黑金mq700.列开发宏典 http://www.heijin.org ALINXO ALNX黑金2ynq7000开发平台配套教程 目录 序 目录......4 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…. 112USB转UART驱动安装… 1.1.3终端登录工具 Securecrt安装 1.2外设连接 14 1.3实验操作 第2章zYNQ7000芯片的简介…… 17 2.1PS内部资源介绍…… 2.1PL内部资源介绍.….… 19 第3章 Vivado软件安装. 31WⅣVADO软件介绍… 。,乙 3.2 VIVADO软件版本… 0 33WⅣVADo软件安装 21 第4章Linuκ系统虚拟机的安装 29 41虚拟机的安装 29 4.2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 5.3P端的AⅪ接口设计…… ,45 5.4 AXI Interconnect.……… 第6章zYQ芯片开发流程的简介…… 49 61开发工具介绍… 49 62开发流程说明…… 50 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 53 7.3编写流水灯的 verilog代码…. ALⅠNX黑金mq700.列开发宏典 http://www.heijin.org ALINXO ALNX黑金2ynq7000开发平台配套教程 74添加XDC管脚约束文件 7.5编译 7.6下载和调试… 翻。着 69 第8章HDMI输出实验 73 81HDMI及TMDS原理 73 8.2硬件介绍. 75 8.3程序设计…… /6 84添加XDC管脚约束文件 79 8.5编译和下载 80 第三部分SDK篇 81 第9章 Hello world实验….181 91 Vivado工程创建 81 92zYNQ系统的配置… 9.3硬件导入SDK. 99 94SDK软件编程…. 102 95下载和调试. ,105 第10章P端和PS端的协同设计流水灯实验 110 101 Vivado工程创建 .110 102zYNQ系统的配置 111 10.3添加XDC管脚约束文件…. 121 104编译生成比特流文件 122 105硬件导入SDK 123 10.6SDK软件编程 125 107下载和调试… 127 第11章定时器中断实验 131 111中断控制器和计数器 ..131 112zYNQ系统的配置 132 11.3硬件导入SDK. 135 113SDK软件编程.. 137 114下载和调试… 1D妻 第12章按键实验 ..142 121PS和PL共亨中断 142 122 Vivado工程创建… 143 12.3添加按键IP.…… 145 12.4添加按键管脚约束 152 12.5编译生成比特流文件 .153 126硬件导入SDK 153 127SDK软件编程 155 ALⅠNX黑金mq700.列开发宏典 http://www.heijin.org ALINXO ALNX黑金2ynq7000开发平台配套教程 128下载和调试… 161 第13章自定义IP实验 166 131RTC时钟DS1302 166 132Vⅳvado工程创建. 118 133创建自定义IP 134添加RTC管脚约束 185 135编译生成比特流文件… ∴185 13.5硬件导入SDK .186 136SDK软件编程 .186 137下载和调试… 189 第14章VDMA实验硬件系统搭建…. 193 14.1硬件构架 193 142搭建硬件工程…..… .194 143添加HDMI管脚约束… 223 144编译生成比特流文件 …224 14.5硬件导入SDK 224 第15章VDMA实验SDK软1件. 225 151SDK软件编程.. 225 152程序说明 226 15.3图像数据生成方法… ::::::::::::::.·t 23 154下载和调试 235 第16章程序固化和启动 239 161开发板启动流程 239 162 Vivado工程修改…… 163生成FSBL可执行文件…. 245 164BOOT.BIN文件的生成 165烧写 FLASH并启动 254 166SD卡启动 257 第17章 Linux开发环境的搭建……… 259 171安装Lnu版本的SDK 259 172安装32位支持工具包 270 173安装 OpenSSL库 第18章∪-boot的编译和启动.… 273 181∪-Boot原理及实现 182∪-Boot的编译… 279 183生成 BOOTBIN文件 283 184 Uboot启动实验 .295 第19章内核的编译 299 ALⅠNX黑金mq700.列开发宏典 http://www.heijin.org ALINXO ALNX黑金2ynq7000开发平台配套教程 191 Linux内核介绍 299 192 Linux内核源码编译 301 193设备树 Device tree的编译. 194文件系统 第20章SD卡的制作 20.1SD卡分区 310 20.2复制BOOT.BIN文件 314 20.3复制编译后的内核文件 315 204复制编译后的设备树文件 ·:. .315 20.5复制文件系统 316 20.6 Linux sd卡启动 第21章 Linux系统下的 hello world实验… 322 211 nfs server安装和配置.. 322 212编写 helloworld程序 21.3编译 helloworld程序. 330 21.4运行……30 第22章 Linux系统下的GPIO应用实践. 332 221 sysfs方式控制GPIO 332 22.2编写GPIO应用程序 336 22.3编译GPIO程序… :::::::::::·: 340 224运行和实验 341 ALⅠNX黑金mq700.列开发宏典 http://www.heijin.org ALINXO ALNX黑金2ynq7000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 1.1.1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 lmage。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AX7010/AX7020开发板翰出的 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 ◇5V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 ◇HDMI线和HDMI显示器 ◇USB鼠标和键盘 r USB Hub ◇PC机 ALⅠNX黑金mq700.列开发宏典 http://www.heijin.org ALINXO ALNX黑金2ynq7000开发平台配套教程 下图为开发板自带的测试设备: S ZNO (1).AX7010/AX7020开发板;(2).SD卡读卡器;(3).+5V电源;④4).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 图图 图图图图围图 国园 USB鼠标 HDMI显示器 ALⅠNX黑金mq700.列开发宏典 http://www.heijin.org ALINXO ALNX黑金2ynq7000开发平台配套教程 112USB转UART驱动安装 测试前我们需要安装∪SB转串口的驱动软件(05软件工具及驱动 CP2l0 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(7)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。 4端口(COM和LPT PH 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05_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 Secure CRTexe图标 11 2005/12/917:29应用程序打展 273 ORDER TXT 2006/5/3113:30文本文档 6 README.TXT 207/3/3013:51文本文档 SecureCRT. CH 2007/3/2111:57编译的HmL帮 aaSecureCRT.EXE 2007/4/81:12 应用程序 1.890 sN. txt 207/6/1115:03文本文档 SSH2Client43. d1. 2007//210:52应用程序扩展 466 3SSH2Core43.all 2007/4/210:52 应用程序扩展 1,058 第一次使用会弹出以下对话框,点击OK e CRT This is the first time that you have run SecureCRT?. SecureCRT needs to set a folder where fy a fol der bel Pressing Cancel will exit the application wi thout setting the confi gurati on folder. ADministrator \App Data RoaninzlanDwke cOnf」 C 点击YES。 ALⅠNX黑金mq700.列开发宏典 10 http://www.heijin.org 【实例截图】
【核心代码】
当我们拿刡开収板是否应该测试一下收刡癿开収板是否功能正常，以及各个接口工作是否工作正常。在出厂前我们已经在SD卡里存储了启劢程序和操作系统，所以开収板上电就能启劢幵可以用杢测试各个部分接口和电路癿工作是否正常。通过测试也使大家对我们开収板癿功能有一个大致癿认识。
ALINXO ALNX黑金2ynq7000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Zynq7000S0C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 Vivado的安装, Linux系统虚拟机的安装,PS和P 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,结合开发板和厶YNQ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—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.org和大家一起讨论,一起学习,一起进步,一起成长。 ALⅠNX黑金mq700.列开发宏典 http://www.heijin.org ALINXO ALNX黑金2ynq7000开发平台配套教程 目录 序 目录......4 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…. 112USB转UART驱动安装… 1.1.3终端登录工具 Securecrt安装 1.2外设连接 14 1.3实验操作 第2章zYNQ7000芯片的简介…… 17 2.1PS内部资源介绍…… 2.1PL内部资源介绍.….… 19 第3章 Vivado软件安装. 31WⅣVADO软件介绍… 。,乙 3.2 VIVADO软件版本… 0 33WⅣVADo软件安装 21 第4章Linuκ系统虚拟机的安装 29 41虚拟机的安装 29 4.2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 5.3P端的AⅪ接口设计…… ,45 5.4 AXI Interconnect.……… 第6章zYQ芯片开发流程的简介…… 49 61开发工具介绍… 49 62开发流程说明…… 50 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 53 7.3编写流水灯的 verilog代码…. ALⅠNX黑金mq700.列开发宏典 http://www.heijin.org ALINXO ALNX黑金2ynq7000开发平台配套教程 74添加XDC管脚约束文件 7.5编译 7.6下载和调试… 翻。着 69 第8章HDMI输出实验 73 81HDMI及TMDS原理 73 8.2硬件介绍. 75 8.3程序设计…… /6 84添加XDC管脚约束文件 79 8.5编译和下载 80 第三部分SDK篇 81 第9章 Hello world实验….181 91 Vivado工程创建 81 92zYNQ系统的配置… 9.3硬件导入SDK. 99 94SDK软件编程…. 102 95下载和调试. ,105 第10章P端和PS端的协同设计流水灯实验 110 101 Vivado工程创建 .110 102zYNQ系统的配置 111 10.3添加XDC管脚约束文件…. 121 104编译生成比特流文件 122 105硬件导入SDK 123 10.6SDK软件编程 125 107下载和调试… 127 第11章定时器中断实验 131 111中断控制器和计数器 ..131 112zYNQ系统的配置 132 11.3硬件导入SDK. 135 113SDK软件编程.. 137 114下载和调试… 1D妻 第12章按键实验 ..142 121PS和PL共亨中断 142 122 Vivado工程创建… 143 12.3添加按键IP.…… 145 12.4添加按键管脚约束 152 12.5编译生成比特流文件 .153 126硬件导入SDK 153 127SDK软件编程 155 ALⅠNX黑金mq700.列开发宏典 http://www.heijin.org ALINXO ALNX黑金2ynq7000开发平台配套教程 128下载和调试… 161 第13章自定义IP实验 166 131RTC时钟DS1302 166 132Vⅳvado工程创建. 118 133创建自定义IP 134添加RTC管脚约束 185 135编译生成比特流文件… ∴185 13.5硬件导入SDK .186 136SDK软件编程 .186 137下载和调试… 189 第14章VDMA实验硬件系统搭建…. 193 14.1硬件构架 193 142搭建硬件工程…..… .194 143添加HDMI管脚约束… 223 144编译生成比特流文件 …224 14.5硬件导入SDK 224 第15章VDMA实验SDK软1件. 225 151SDK软件编程.. 225 152程序说明 226 15.3图像数据生成方法… ::::::::::::::.·t 23 154下载和调试 235 第16章程序固化和启动 239 161开发板启动流程 239 162 Vivado工程修改…… 163生成FSBL可执行文件…. 245 164BOOT.BIN文件的生成 165烧写 FLASH并启动 254 166SD卡启动 257 第17章 Linux开发环境的搭建……… 259 171安装Lnu版本的SDK 259 172安装32位支持工具包 270 173安装 OpenSSL库 第18章∪-boot的编译和启动.… 273 181∪-Boot原理及实现 182∪-Boot的编译… 279 183生成 BOOTBIN文件 283 184 Uboot启动实验 .295 第19章内核的编译 299 ALⅠNX黑金mq700.列开发宏典 http://www.heijin.org ALINXO ALNX黑金2ynq7000开发平台配套教程 191 Linux内核介绍 299 192 Linux内核源码编译 301 193设备树 Device tree的编译. 194文件系统 第20章SD卡的制作 20.1SD卡分区 310 20.2复制BOOT.BIN文件 314 20.3复制编译后的内核文件 315 204复制编译后的设备树文件 ·:. .315 20.5复制文件系统 316 20.6 Linux sd卡启动 第21章 Linux系统下的 hello world实验… 322 211 nfs server安装和配置.. 322 212编写 helloworld程序 21.3编译 helloworld程序. 330 21.4运行……30 第22章 Linux系统下的GPIO应用实践. 332 221 sysfs方式控制GPIO 332 22.2编写GPIO应用程序 336 22.3编译GPIO程序… :::::::::::·: 340 224运行和实验 341 ALⅠNX黑金mq700.列开发宏典 http://www.heijin.org ALINXO ALNX黑金2ynq7000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 1.1.1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 lmage。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AX7010/AX7020开发板翰出的 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 ◇5V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 ◇HDMI线和HDMI显示器 ◇USB鼠标和键盘 r USB Hub ◇PC机 ALⅠNX黑金mq700.列开发宏典 http://www.heijin.org ALINXO ALNX黑金2ynq7000开发平台配套教程 下图为开发板自带的测试设备: S ZNO (1).AX7010/AX7020开发板;(2).SD卡读卡器;(3).+5V电源;④4).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 图图 图图图图围图 国园 USB鼠标 HDMI显示器 ALⅠNX黑金mq700.列开发宏典 http://www.heijin.org ALINXO ALNX黑金2ynq7000开发平台配套教程 112USB转UART驱动安装 测试前我们需要安装∪SB转串口的驱动软件(05软件工具及驱动 CP2l0 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(7)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。 4端口(COM和LPT PH 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05_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 Secure CRTexe图标 11 2005/12/917:29应用程序打展 273 ORDER TXT 2006/5/3113:30文本文档 6 README.TXT 207/3/3013:51文本文档 SecureCRT. CH 2007/3/2111:57编译的HmL帮 aaSecureCRT.EXE 2007/4/81:12 应用程序 1.890 sN. txt 207/6/1115:03文本文档 SSH2Client43. d1. 2007//210:52应用程序扩展 466 3SSH2Core43.all 2007/4/210:52 应用程序扩展 1,058 第一次使用会弹出以下对话框,点击OK e CRT This is the first time that you have run SecureCRT?. SecureCRT needs to set a folder where fy a fol der bel Pressing Cancel will exit the application wi thout setting the confi gurati on folder. ADministrator \App Data RoaninzlanDwke cOnf」 C 点击YES。 ALⅠNX黑金mq700.列开发宏典 10 http://www.heijin.org 【实例截图】
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