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ARM和FPGA究竟是如何進行通信的呢?

FPGA之家 ? 來源:FPGA之家 ? 2023-02-16 09:26 ? 次閱讀

12.1前言

ZYNQ擁有ARM+FPGA這個神奇的架構,那么ARM和FPGA究竟是如何進行通信的呢?本章通過剖析AXI總線源碼,來一探其中的秘密。

12.2AXI總線與ZYNQ的關系

AXI(Advanced eXtensible Interface)本是由ARM公司提出的一種總線協(xié)議,Xilinx從6系列的FPGA開始對AXI總線提供支持,此時AXI已經(jīng)發(fā)展到了AXI4這個版本,所以當你用到Xilinx的軟件的時候看到的都是“AIX4”的IP,如Vivado打包一個AXI IP的時候,看到的都是Create a new AXI4 peripheral。

到了ZYNQ就更不必說了,AXI總線更是應用廣泛,雙擊查看ZYNQ的IP核的內(nèi)部配置,隨處可見AXI的身影。

12.3AXI總線和AXI接口以及AXI協(xié)議

總線、接口和協(xié)議,這三個詞常常被聯(lián)系在一起,但是我們心里要明白他們的區(qū)別。

總線是一組傳輸通道,是各種邏輯器件構成的傳輸數(shù)據(jù)的通道,一般由由數(shù)據(jù)線、地址線、控制線等構成。接口是一種連接標準,又常常被稱之為物理接口。

協(xié)議就是傳輸數(shù)據(jù)的規(guī)則。

12.3.1AXI總線概述

在ZYNQ中有支持三種AXI總線,擁有三種AXI接口,當然用的都是AXI協(xié)議。其中三種AXI總線分別為:

AXI4:(For high-performance memory-mapped requirements.)主要面向高性能地址映射通信的需求,是面向地址映射的接口,允許最大256輪的數(shù)據(jù)突發(fā)傳輸;

AXI4-Lite:(For simple, low-throughput memory-mapped communication )是一個輕量級的地址映射單次傳輸接口,占用很少的邏輯單元。

AXI4-Stream:(For high-speed streaming data.)面向高速流數(shù)據(jù)傳輸;去掉了地址項,允許無限制的數(shù)據(jù)突發(fā)傳輸規(guī)模。

首先說AXI4總線和AXI4-Lite總線具有相同的組成部分:

(1)讀地址通道,包含ARVALID, ARADDR, ARREADY信號;

(2)讀數(shù)據(jù)通道,包含RVALID, RDATA, RREADY, RRESP信號;

(3)寫地址通道,包含AWVALID,AWADDR, AWREADY信號;

(4)寫數(shù)據(jù)通道,包含WVALID, WDATA,WSTRB, WREADY信號;

(5)寫應答通道,包含BVALID, BRESP, BREADY信號;

(6)系統(tǒng)通道,包含:ACLK,ARESETN信號。

AXI4總線和AXI4-Lite總線的信號也有他的命名特點:

讀地址信號都是以AR開頭(A:address;R:read)

寫地址信號都是以AW開頭(A:address;W:write)

讀數(shù)據(jù)信號都是以R開頭(R:read)

寫數(shù)據(jù)信號都是以W開頭(W:write)

應答型號都是以B開頭(B:back(answer back))

了解到總線的組成部分以及命名特點,那么在后續(xù)的實驗中您將逐漸看到他們的身影。每個信號的作用暫停不表,放在后面一一介紹。

而AXI4-Stream總線的組成有:

(1)ACLK信號:總線時鐘,上升沿有效;

(2)ARESETN信號:總線復位,低電平有效

(3)TREADY信號:從機告訴主機做好傳輸準備;

(4)TDATA信號:數(shù)據(jù),可選寬度32,64,128,256bit

(5)TSTRB信號:每一bit對應TDATA的一個有效字節(jié),寬度為TDATA/8

(6)TLAST信號:主機告訴從機該次傳輸為突發(fā)傳輸?shù)慕Y尾;

(7)TVALID信號:主機告訴從機數(shù)據(jù)本次傳輸有效;

(8)TUSER信號 :用戶定義信號,寬度為128bit。

對于AXI4-Stream總線命名而言,除了總線時鐘和總線復位,其他的信號線都是以T字母開頭,后面跟上一個有意義的單詞,看清這一點后,能幫助讀者記憶每個信號線的意義。如TVALID = T+單詞Valid(有效),那么讀者就應該立刻反應該信號的作用。每個信號的具體作用,在后面分析源碼時再做分析

12.3.2AXI接口介紹

三種AXI接口分別是:

AXI-GP接口(4個):是通用的AXI接口,包括兩個32位主設備接口和兩個32位從設備接口,用過改接口可以訪問PS中的片內(nèi)外設。

AXI-HP接口(4個):是高性能/帶寬的標準的接口,PL模塊作為主設備連接(從下圖中箭頭可以看出)。主要用于PL訪問PS上的存儲器(DDR和On-Chip RAM

AXI-ACP接口(1個):是ARM多核架構下定義的一種接口,中文翻譯為加速器一致性端口,用來管理DMA之類的不帶緩存的AXI外設,PS端是Slave接口。

我們可以雙擊查看ZYNQ的IP核的內(nèi)部配置,就能發(fā)現(xiàn)上述的三種接口,圖中已用紅色方框標記出來,我們可以清楚的看出接口連接與總線的走向:

827fa5b0-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

12.3.3AXI協(xié)議概述

講到協(xié)議不可能說是撇開總線單講協(xié)議,因為協(xié)議的制定也是要建立在總線構成之上的。雖然說AXI4,AXI4-Lite,AXI4-Stream都是AXI4協(xié)議,但是各自細節(jié)上還是不同的。

總的來說,AXI總線協(xié)議的兩端可以分為分為主(master)、從(slave)兩端,他們之間一般需要通過一個AXI Interconnect相連接,作用是提供將一個或多個AXI主設備連接到一個或多個AXI從設備的一種交換機制。當我們添加了zynq以及帶AXI的IP后再進行自動連線時vivado會自動幫我們添加上這個IP,大家應該是不陌生了。

AXI Interconnect的主要作用是,當存在多個主機以及從機器時,AXI Interconnect負責將它們聯(lián)系并管理起來。由于AXI支持亂序發(fā)送,亂序發(fā)送需要主機的ID信號支撐,而不同的主機發(fā)送的ID可能相同,而AXI Interconnect解決了這一問題,他會對不同主機的ID信號進行處理讓ID變得唯一。

8293e746-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

AXI協(xié)議將讀地址通道,讀數(shù)據(jù)通道,寫地址通道,寫數(shù)據(jù)通道,寫響應通道分開,各自通道都有自己的握手協(xié)議。每個通道互不干擾卻又彼此依賴。這也是AXI高效的原因之一。

12.3.4AXI協(xié)議之握手協(xié)議

AXI4所采用的是一種READY,VALID握手通信機制,簡單來說主從雙方進行數(shù)據(jù)通信前,有一個握手的過程。傳輸源產(chǎn)生VLAID信號來指明何時數(shù)據(jù)或控制信息有效。而目地源產(chǎn)生READY信號來指明已經(jīng)準備好接受數(shù)據(jù)或控制信息。傳輸發(fā)生在VALID和READY信號同時為高的時候。VALID和READY信號的出現(xiàn)有三種關系。

(1) VALID先變高READY后變高。時序圖如下:

82a845e2-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

在箭頭處信息傳輸發(fā)生。

(2) READY先變高VALID后變高。時序圖如下:

82b6470a-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

同樣在箭頭處信息傳輸發(fā)生。

(3) VALID和READY信號同時變高。時序圖如下:

82c56942-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

在這種情況下,信息傳輸立馬發(fā)生,如圖箭頭處指明信息傳輸發(fā)生。

需要強調(diào)的是,AXI的五個通道,每個通道都有握手機制,接下來我們就來分析一下AXI-Lite的源碼來更深入的了解AXI機制。

12.3.5突發(fā)式讀寫

1、突發(fā)式讀的時序圖如下:

82db84b6-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

當?shù)刂烦霈F(xiàn)在地址總線后,傳輸?shù)臄?shù)據(jù)將出現(xiàn)在讀數(shù)據(jù)通道上。設備保持VALID為低直到讀數(shù)據(jù)有效。為了表明一次突發(fā)式讀寫的完成,設備用RLAST信號來表示最后一個被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。

2、 突發(fā)式寫時序圖如下:

82f3b482-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

這一過程的開始時,主機發(fā)送地址和控制信息到寫地址通道中,然后主機發(fā)送每一個寫數(shù)據(jù)到寫數(shù)據(jù)通道中。當主機發(fā)送最后一個數(shù)據(jù)時,WLAST信號就變?yōu)楦?。當設備接收完所有數(shù)據(jù)之后他將一個寫響應發(fā)送回主機來表明寫事務完成。

12.4AXI4-Lite詳解

12.4.1AXI4-Lite源碼查看

Step1:要看到AXI-Lite的源碼,我們先要自定義一個AXI-Lite的IP,新建工程之后,選擇,菜單欄->Tools->Creat and Package IP:

8302d46c-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

Step2:選擇Next

8314d036-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

Step3:選擇Create AXI4 Peripheral,然后Next:

83266198-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

Step4:默認,選擇Next

83389944-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

Step5:注意這里接口類型選擇Lite,選擇Next:

834950fe-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

Step6:選擇Edit IP,點擊Finish:

836e0aac-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

Step7:此后,Vivado會新建一個工程,專門編輯該IP,通過該工程,我們就可以看到Vivado為我們生成的AXI-Lite的操作源碼:

8387695c-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

12.4.2 AXI-Lite 源碼分析

當打開頂層文件的時,映入眼簾的是一堆AXI的信號,這些信號是否似曾相識?

input wire s00_axi_aclk,
input wire s00_axi_aresetn,
input wire [C_S00_AXI_ADDR_WIDTH-1 : 0] s00_axi_awaddr,
input wire [2 : 0] s00_axi_awprot,
input wire s00_axi_awvalid,
output wire s00_axi_awready,
input wire [C_S00_AXI_DATA_WIDTH-1 : 0] s00_axi_wdata,
input wire [(C_S00_AXI_DATA_WIDTH/8)-1 : 0] s00_axi_wstrb,
input wire s00_axi_wvalid,
output wire s00_axi_wready,
output wire [1 : 0] s00_axi_bresp,
output wire s00_axi_bvalid,
input wire s00_axi_bready,
input wire [C_S00_AXI_ADDR_WIDTH-1 : 0] s00_axi_araddr,
input wire [2 : 0] s00_axi_arprot,
input wire s00_axi_arvalid,
output wire s00_axi_arready,
output wire [C_S00_AXI_DATA_WIDTH-1 : 0] s00_axi_rdata,
output wire [1 : 0] s00_axi_rresp,
output wire s00_axi_rvalid,
input wire s00_axi_rready

沒錯筆者曾在《AXI總線概述》這節(jié)中提到了他們,這次通過源碼分析再次隆重介紹它們。



地址通道 數(shù)據(jù)通道
ARVALID 讀地址有效。此信號表明該信道此時能有效讀出地址和控制信息 RVALID 讀數(shù)據(jù)有效。此信號表明該信道此時能有效讀出數(shù)據(jù)
ARADDR 讀地址 RDATA 讀數(shù)據(jù)
ARREADY 讀地址準備好了。該信號指示從器件準備好接受一個地址和相關聯(lián)的控制信號 RREADY 讀數(shù)據(jù)準備好了。該信號指示從器件準備好接收數(shù)據(jù)
ARPROT 保護類型。這個信號表示該事務的特權和安全級別,并確定是否該事務是一個數(shù)據(jù)存取或指令的訪問 RRESP 讀取響應。這個信號表明讀事務處理的狀態(tài)。


地址通道 數(shù)據(jù)通道 應答通道
AWVALID 寫地址有效。這個信號表示該主信令有效的寫地址和控制信息。 WVALID 寫有效。這個信號表示有效的寫數(shù)據(jù)和選通信號都可用。 BVALID 寫響應有效。此信號表明寫命令的有效寫入響應。
AWADDR 寫地址 WDATA 寫數(shù)據(jù) BREADY 響應準備。該信號指示在主主機可以接受一個響應信號
AWREADY 寫地址準備好了。該信號指示從器件準備好接受一個地址和相關聯(lián)的控制信號 WSTRB 寫選通。這個信號表明該字節(jié)通道持有效數(shù)據(jù)。每一bit對應WDATA一個字節(jié) BRESP 寫響應。這個信號表示寫事務處理的狀態(tài)。
AWPROT 寫通道保護類型。這個信號表示該事務的特權和安全級別,并確定是否該事務是一個數(shù)據(jù)存取或指令的訪問 WREADY 寫準備好了。該信號指示從器件可以接受寫數(shù)據(jù)。

Vivado為我們生成的AXI-Lite的操作源碼,是一個例子,我只需要讀懂他,然后稍加修改,就可以為我們所用。

我們先來看一段WDATA相關的代碼:

always @( posedge S_AXI_ACLK )
begin
if ( S_AXI_ARESETN == 1'b0 )
begin
slv_reg0 <= 0;
slv_reg1 <= 0;
slv_reg2 <= 0;
slv_reg3 <= 0;
end
else begin
if (slv_reg_wren)
begin
case ( axi_awaddr[ADDR_LSB+OPT_MEM_ADDR_BITS:ADDR_LSB] )
2'h0:
for ( byte_index = 0; byte_index <= (C_S_AXI_DATA_WIDTH/8)-1; byte_index = byte_index+1 )
if ( S_AXI_WSTRB[byte_index] == 1 ) begin
// Respective byte enables are asserted as per write strobes
// Slave register 0
slv_reg0[(byte_index*8) +: 8] <= S_AXI_WDATA[(byte_index*8) +: 8];
end
2'h1:
for ( byte_index = 0; byte_index <= (C_S_AXI_DATA_WIDTH/8)-1; byte_index = byte_index+1 )
if ( S_AXI_WSTRB[byte_index] == 1 ) begin
// Respective byte enables are asserted as per write strobes
// Slave register 1
slv_reg1[(byte_index*8) +: 8] <= S_AXI_WDATA[(byte_index*8) +: 8];
end
2'h2:
for ( byte_index = 0; byte_index <= (C_S_AXI_DATA_WIDTH/8)-1; byte_index = byte_index+1 )
if ( S_AXI_WSTRB[byte_index] == 1 ) begin
// Respective byte enables are asserted as per write strobes
// Slave register 2
slv_reg2[(byte_index*8) +: 8] <= S_AXI_WDATA[(byte_index*8) +: 8];
end
2'h3:
for ( byte_index = 0; byte_index <= (C_S_AXI_DATA_WIDTH/8)-1; byte_index = byte_index+1 )
if ( S_AXI_WSTRB[byte_index] == 1 ) begin
// Respective byte enables are asserted as per write strobes
// Slave register 3
slv_reg3[(byte_index*8) +: 8] <= S_AXI_WDATA[(byte_index*8) +: 8];
end
default : begin
slv_reg0 <= slv_reg0;
slv_reg1 <= slv_reg1;
slv_reg2 <= slv_reg2;
slv_reg3 <= slv_reg3;
end
endcase
end
end
end

這段程序的作用是,當PS那邊向AXI4-Lite總線寫數(shù)據(jù)時,PS這邊負責將數(shù)據(jù)接收到寄存器slv_reg。而slv_reg寄存器有0~3共4個。至于賦值給哪一個由

axi_awaddr[ADDR_LSB+OPT_MEM_ADDR_BITS:ADDR_LSB]決定,根據(jù)宏定義其實就是由axi_awaddr[3:2] (寫地址中不僅包含地址,而且包含了控制位,這里的[3:2]就是控制位)決定賦值給哪個slv_reg。

PS調(diào)用寫函數(shù)時,如果不做地址偏移的話,axi_awaddr[3:2]的值默認是為0的,舉個例子,如果我們自定義的IP的地址被映射為0x43C00000,那么我們Xil_Out32(0x43C00000,Value)寫的就是slv_reg0的值。如果地址偏移4位,如

Xil_Out32(0x43C00000 + 4,Value) 寫的就是slv_reg1的值,依次類推。

分析時只關注slv_reg0(其他結構上也是一模一樣的):

for ( byte_index = 0; byte_index <= (C_S_AXI_DATA_WIDTH/8)-1; byte_index = byte_index+1 )
if ( S_AXI_WSTRB[byte_index] == 1 ) begin
slv_reg0[(byte_index*8) +: 8] <= S_AXI_WDATA[(byte_index*8) +: 8];
end

其中,C_S_AXI_DATA_WIDTH的宏定義的值為32,也就是數(shù)據(jù)位寬,S_AXI_WSTRB就是寫選通信號,S_AXI_WDATA就是寫數(shù)據(jù)信號。

存在于for循環(huán)中的最關鍵的一句:

slv_reg0[(byte_index*8) +: 8] <= S_AXI_WDATA[(byte_index*8) +: 8];

當byte_index = 0的時候這句話就等價于:

slv_reg0[7:0] <= S_AXI_WDATA[7:0];

當byte_index = 1的時候這句話就等價于:

slv_reg0[15:8] <= S_AXI_WDATA[15:8];

當byte_index = 2的時候這句話就等價于:

slv_reg0[23:16] <= S_AXI_WDATA[23:16];

當byte_index = 3的時候這句話就等價于:

slv_reg0[31:24] <= S_AXI_WDATA[31:24];

也就是說,只有當寫選通信號為1時,它所對應S_AXI_WDATA的字節(jié)才會被讀取。

讀懂了這段話之后,我們就知道了,如果我們想得到PS寫到總線上的數(shù)據(jù),我們只需要讀取slv_reg0的值即可。

那如果,我們想寫數(shù)據(jù)到總線讓PS讀取該數(shù)據(jù),我們該怎么做呢?我們繼續(xù)來看有關RADTA讀數(shù)據(jù)代碼:

// Output register or memory read data
always @( posedge S_AXI_ACLK )
begin
if ( S_AXI_ARESETN == 1'b0 )
begin
axi_rdata <= 0;
end
else
begin
// When there is a valid read address (S_AXI_ARVALID) with
// acceptance of read address by the slave (axi_arready),
// output the read dada
if (slv_reg_rden)
begin
axi_rdata <= reg_data_out;???? // register read data
end
end
end

觀察可知,當PS讀取數(shù)據(jù)時,程序會把reg_data_out復制給axi_rdata(RADTA讀數(shù)據(jù))。我們繼續(xù)追蹤reg_data_out:

always @(*)
begin
// Address decoding for reading registers
case ( axi_araddr[ADDR_LSB+OPT_MEM_ADDR_BITS:ADDR_LSB] )
2'h0 : reg_data_out <= slv_reg0;
2'h1 : reg_data_out <= slv_reg1;
2'h2 : reg_data_out <= slv_reg2;
2'h3 : reg_data_out <= slv_reg3;
default : reg_data_out <= 0;
endcase
end

和前面分析的一樣此時通過判斷axi_awaddr[3:2]的值來判斷將那個值給reg_data_out上,同樣當PS調(diào)用讀取函數(shù)時,這里axi_awaddr[3:2]默認是0,所以我們只需要把slv_reg0替換成我們自己數(shù)據(jù),就可以讓PS通過總線讀到我們提供的數(shù)據(jù)。

這里可能有的讀者會問了,slv_reg0不是總線寫過來的數(shù)據(jù)嗎?因為筆者說過這個程序是Vivado為我們提供的例子,它這么做無非是想驗證我寫出去的值和我讀進入的值相等。但是他怎么寫確實會對初看代碼的人造成困擾。

最后筆者提出一個問題,為什么寫通道要比讀通道多了一列應答通道,這是為什么呢?

首先,你要知道這個應答信號是干什么用的?

8399c6f6-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

寫應答,主要是回復主機你這個寫過程是沒有問題的,那讀為什么不需要這個過程呢?

83a84596-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

這時因為主機在讀取數(shù)據(jù)時,從機可以直接通過讀數(shù)據(jù)通道給主機反饋信息,因此就沒有必要再來開辟一個單獨的應答通道了。

小結:

如果我們想讀AXI4_Lite總線上的數(shù)據(jù)時,只需關注slv_reg的數(shù)據(jù),我們可自行添加一段代碼,如:

reg [11:0]rlcd_rgb;
always @( posedge S_AXI_ACLK )
begin
if ( S_AXI_ARESETN == 1'b0 )
begin
rlcd_rgb <= 12'd0;
end
else
begin
rlcd_rgb <= slv_reg0[11:0];
end
end
assign lcd_rgb = rlcd_rgb;

如果我們想對AXI4_Lite信號寫數(shù)據(jù)時,我們只需修改對reg_data_out的賦值,如:

//寫總線測試修改?。。。。。。。?!
wire[31:0]wlcd_xy;// = {10'd0,lcd_xy};
assign wlcd_xy = {10'd0,lcd_xy};
assign slv_reg_rden = axi_arready & S_AXI_ARVALID & ~axi_rvalid;
always @(*)
begin
// Address decoding for reading registers
case ( axi_araddr[ADDR_LSB+OPT_MEM_ADDR_BITS:ADDR_LSB] )
2'h0 : reg_data_out <= wlcd_xy;//slv_reg0;???
2'h1 : reg_data_out <= slv_reg1;
2'h2 : reg_data_out <= slv_reg2;
2'h3 : reg_data_out <= slv_reg3;
default : reg_data_out <= 0;
endcase
end

最后強調(diào)下如果我們自定義的IP的地址被映射為0x43C00000,那么我們Xil_Out32(0x43C00000,Value)寫的就是slv_reg0的值。如果地址偏移4位,如

Xil_Out32(0x43C00000 + 4,Value) 寫的就是slv_reg1的值,依次類推。

目前這里只有4個寄存器,那是因為之前選擇的是4個,其實我們可以定義的更多:

83bf5a60-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

在ps的頭文件里可以看到我們自定義的IP的地址是有個范圍的

#defineXPAR_MYIPFREQUENCY_0_S00_AXI_BASEADDR 0x43C00000

#defineXPAR_MYIPFREQUENCY_0_S00_AXI_HIGHADDR 0x43C0FFFF

理論上只要基地址 + 偏移量不要超過HIGHADDR即可。

12.5 觀察AXI4-Lite總線信號

在第十章,我們封裝了一個AXI_Lite的GPIO,通過本章的分析,我們在第十章工程的基礎上通過添加一個ila核的方式,來具體看看AXI_Lite總線的信號。

Step1:做好第十章工程的備份,然后直接打開第十章的工程。

Step2:單擊IP icon 83d1bffc-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg?添加 ila CORE

83e02f88-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

Step3:雙擊打開ILA CORE

83f31440-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

Step4:雙擊打開ILA CORE

General Options設置如下

84010ece-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

Probe_Ports設置如下,之后單擊OK

8417452c-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

Step5:連接Probe0到GPIO_LED。

Step6:連接CLK接口到FCLK_CLK0接口

Step7:選中Processing_System7_0_axi_periph和GPIO_LITE_ML_0之間的S_AXI總線。

Step8:右擊選擇Mark Debug

84256210-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

Step9:接下來依然是,右鍵單擊Block文件,文件選擇Generate the Output Products。

Step10:繼續(xù)右鍵單擊Block文件,選擇Create a HDL wrapper,根據(jù)Block文件內(nèi)容產(chǎn)生一個HDL 的頂層文件,并選擇讓vivado自動完成。

Setp11:單擊Run Synthesis,如果有 Save 對話框彈出選擇保存。

Setp12:綜合結束后選擇Synthesized Design option單擊 OK。

Step13:在如下對話框中找到Unassigned debug nets(如果對話框沒有出現(xiàn)選擇 菜單->Window > Debug)

8439868c-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

Step14:右擊 Unassigned Debug Nets 選擇Set up Debug… 之后單擊 Next

Step15:刪除紅色錯誤的信號然后單擊Next 到結束

844a9b7a-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

Step16:生成Bit文件。

12.6 加載到SDK

Step1:導出硬件。

Step2:右擊工程,選擇Debug as ->Debug configuration。

Step3:選中system Debugger,雙擊創(chuàng)建一個系統(tǒng)調(diào)試。

845dc074-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

Step4:設置系統(tǒng)調(diào)試。

8472500c-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

Step5:回到VIVADO單擊Open Target->Auto Connect

8489c408-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

Step6:加載完成后的界面

849c910a-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

Step7:選擇菜單->window->Debugprobes 選擇AXI_WVALID和AXI_AWVALID做為觸發(fā)信號

84ad3064-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

Step8:設置觸發(fā)條件為1

84bf6da6-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

Step9:設置觸發(fā)位置為512

84d490d2-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

Step10:單擊箭頭所指向啟動觸發(fā)

84e593fa-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

Step11:進入等待觸發(fā)狀態(tài)

84f4d8d8-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

Step12:單擊運行850a4330-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg后VIVADO ?HW_ILA2 窗口采集到波形輸出,可以看到AXI總線的工作時序。

8517eb84-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

Step13:HW_ILA1 窗口采集到的數(shù)據(jù)是GPIO_LED的值為0x02,同時可觀察到開發(fā)板上的LED2亮起。

852e0b94-ad3d-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

12.7 本章小結

通過本章的學習,我們首先得認識到總線和接口以及協(xié)議的區(qū)別,其次通過分析AXI4-Lite,AXI4-Stream,AXI4總線的從機代碼,對AXI協(xié)議有一定的認識,那么在后面學習AXI的一些IP時就不會有恐懼的心理。

最后,我們再理一理AXI總線和AXI接口的關系。在ZYNQ中,支持AXI4-Lite,AXI4和AXI4-Stream三種總線協(xié)議,這前面已經(jīng)說過了,要注意的是PS與PL之間的接口(AXI-GP接口,AXI-HP接口以及AXI-ACP接口)卻只支持AXI-Lite和AXI協(xié)議這兩種總線協(xié)議。

也就是說PL這邊的AXI-Stream的接口是不能直接與PS對接的,需要經(jīng)過AXI4或者AXI4-Lite的轉換。比如后面將用到的VDMA IP ,它就實現(xiàn)了在PL內(nèi)部AXI4到AXI-Stream的轉換,VDMA利用的接口就是AXI-HP接口。

??




審核編輯:劉清

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原文標題:S02_CH12_ AXI_Lite 總線詳解

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