技术

<strong>前言：</strong>

前面我们都是使用JTAG方式下载比特流文件，然后下载elf文件，最后点击Run as或者Debug as来运行程序。JTAG方式是通过tcl脚本来初始化PS，然后用JTAG收发信息，优点是可以在线调试，缺点是断电后程序就丢失了。为了解决程序丢失的问题，可以制作镜像文件烧写到sd卡或者flash中，上电即可加载程序。

ZYNQ有两大类启动模式：从BootROM主动启动，从JTAG被动启动。

在没有外部JTAG的情况下，处理系统（PS）与可编程逻辑（PL）都必须依靠PS来完成芯片的初始化配置。即借助CPU来完成配置，这也是ZYNQ系列的不同之处。

板子依然使用的是zc702.

参考

书籍《RapidIO The Embedded System Interconnect》
xilinx手册pg007《Serial RapidIO Gen2 Endpoint v4.1 LogiCORE IP Product Guide》
Zynq-Linux移植学习笔记之14-RapidIO驱动开发

<font size="3"><strong>host初始化</strong></font>

直接看RapidIO的初始化，一些底层的比如物理层链路层之类的不需要关心，用到了再去看，毕竟都是基于芯片或者IP来开发。先从高层了解这个过程。

<strong>系统启动过程概述</strong>

<strong>分号</strong>
Tip
不要在行尾加分号, 也不要用分号将两条命令放在同一行。

<strong>行长度</strong>
Tip
每行不超过80个字符

例外:
1. 长的导入模块语句
2. 注释里的URL

不要使用反斜杠连接行。

Python会将 圆括号, 中括号和花括号中的行隐式的连接起来 , 你可以利用这个特点. 如果需要, 你可以在表达式外围增加一对额外的圆括号。

这年头GitHub可谓是程序员必备交友技能。毫无疑问GitHub现在已经是全球最大的开源社区了，也常常被人戏称为“全球最大同性交友平台”。

你可以在这里follow各种开源社区的技术大牛，学习到各种各样的开源技术和开源项目。

那么作为一个嵌入式工程师，我们应该如何用好GitHub呢？GitHub可以用来做些什么好玩有意思的事情呢？

<font size="3"><strong>追随开源项目</strong></font>

要说在嵌入式方面应用最广的是什么，大家一定不会忽略Linux。

DA（Vivado）软件可以很好的帮助我们更好的去学习FPGA相关知识，例如：

<font color="#FF8000">作者：Matt Chevrier，德州仪器 </font>

为工业以太网器件供电需要解决工业以太网和工业应用的几个特定问题。

<font color="#FF8000">作者：Huster-ty </font>

Xenomai是一种采用双内核机制的Linux 内核的强实时扩展。由于Linux 内核本身的实现方式和复杂度，使得Linux 本身不能使用于强实时应用。在双内核技术下，存在一个支持强实时的微内核，它与Linux 内核共同运行于硬件平台上，实时内核的优先级高于Linux 内核，它负责处理系统的实时任务，而Linux 则负责处理非实时任务，只有当实时内核不再有实时任务需要处理的时候，Linux内核才能得到运行的机会。所以Xenomai与传统Linux组成双内核以弥补Linux实时性差的缺陷。

<strong>前言：</strong>

ZYNQ 7000有三种GPIO：MIO，EMIO，AXI_GPIO

MIO是固定管脚的，属于PS，使用时不消耗PL资源；EMIO通过PL扩展，使用时需要分配管脚，使用时消耗PL管脚资源；AXI_GPIO是封装好的IP核，PS通过M_AXI_GPIO接口控制PL部分实现IO，使用时消耗管脚资源和逻辑资源。

使用的板子是zc702。

<strong>1.MIO方式</strong>

为了快速实现算法板级验证，PC端需要通过JTAG或以太网与FPGA形成通路。最简单便捷的方案是利用协议栈芯片，用户可以无视底层，利用简单的SPI协议读写寄存器实现复杂的TCP UDP等网络协议。当然带宽会受限于SPI接口有效速率，本文采用芯片为W5500，支持10M/100M自适应，其理论值高达80Mbps，基本达到算法验证的要求。

　　ZYNQ可以通过灵活的EMIO模拟SPI接口，从而在最少改动官方demo的前提下移植C语言驱动程序。本文着重讲述EMIO的C语言软件驱动方式及可重用封装，封装后可以接口方式被其他应用程序直接调用，非常方便。直接上代码，再加以说明。
/*
* EMIO_ope.c
*
*/

<font color="#FF8000">作者： OpenSLee，来源：FPGA开源工作室</font>

1. 背景知识

在Xilinx提供的很多ip如VDMA ，OSD，Mixer，TPG等等，在使用前都需要进行配置，配置接口往往是AXI-Lite接口，正常情况下我们一般自己编写配置逻辑或者通过MB/ZYNQ等对IP进行配置，如果在我们使用到XDMA的同时也使用到需要AXI-Lite配置的ip的话，那么有一种新的方法可以对这类型IP进行配置。首先说说XDMA，XDMA是Xilinx封装好的PCIE DMA传输IP，可以很方便的把PCIE总线上的数据传输事务映射到AXI总线上面，实现上位机直接对AXI总线进行读写而对PCIE本身TLP的组包和解包无感。

FPGA毕竟不是ASIC，对时序收敛的要求更加严格，本文主要介绍本人在工程中学习到的各种时序约束技巧。

首先强烈推荐阅读官方文档UG903和UG949，这是最重要的参考资料，没有之一。它提倡要在设计的早期阶段就要排除问题，越到后期时序的改善就越困难。其中HLS层次对性能的影响是最大的。

本文将从代码风格，时序修正，工程设置等几个方面介绍本人的实践经验，希望让各位初学者快速提高，也希望FPGAer能给出宝贵建议。

<strong>1. 代码风格</strong>
推荐使用Xilinx language templates的代码块，这里的代码能够综合出正确且结构简洁的电路，包括移位寄存器，乘法，复数乘法，FIR滤波器等，凡是涉及到的模块尽量使用官方写法。

<strong>前言：</strong>

使用的板子是zc702。用Vivado的IP核搭建最小系统，包括ARM核（CPU xc7z020），DDR3（4×256M），一个UART串口（Mini USB转串口），纯PS，通过串口打印出HelloWorld，工程虽小，五脏俱全，算是一种朝圣。配置要和板子对应，大家注意修改。

操作步骤：

硬件部分

<font color="#FF8000">作者：做但不能忘思考 ，来源：FPGA2嵌入式</font>

<strong>0. 概述</strong>

做FPGA开发或者是嵌入式开发，数字图像处理是一个很大的领域，回顾下大学里学的模电，数电，单片机原理，数字图像处理，通信理论，MATLAB，目前比较前沿的Python等知识联系起来，能更好的指明人生规划的方向。

<strong>1. 模拟电路</strong>

在Vivado FIR滤波器设计与仿真（一）中产生了两路正弦信号，频率分别为4MHz和5MHz,今天要进行FIR滤波器设计，在进行滤波器设计之前，需要对滤波器的参数进行设置，需要借助MATLAB软件或者Filter Solutions软件，这次使用Filter Solutions来进行参数设定。

<strong>一. 概述</strong>

Verilog HDL不同于我们学过的C，Python等软件设计语言；Verilog是一门硬件描述语言。这里有两个关键词：硬件，描述。

硬件：表示我们时刻要从数字电路系统的角度去认识和学习Verilog HDL

描述：而不是设计。因此表示在用动手进行Verilog编写之前，电路的架构至少已经在你脑子里构建好了，而Verilog只是把它描述出来而已。

从上面两点可以看出，Verilog的学习与编写，不能想软件那样自由，要以数字电路系统为根本。

反过来讲，学习Verilog，可以从下面三个问题入手：

1.设计对象有哪些需要描述？

2.如何描述它们？

前言：

偶数分频容易得到：N倍偶数分频，可以通过由待分频的时钟触发计数器计数，当计数器从0计数到N/2-1时，输出时钟进行翻转，并给计数器一个复位信号，使得下一个时钟从零开始计数。以此循环下去。

奇数分频如何得到呢？

第一部分  奇数分频

奇数分频方法：

N倍奇数分频，首先进行上升沿触发进行模N计数，计数到（N-1）/2时输出时钟翻转，同时进行下降沿触发的模N计数，计数到（N-1）/2时输出时钟翻转时，进行输出时钟时钟翻转。两个占空比非50%的n分频时钟相或运算，得到占空比为50%的奇数N分频时钟。

或者使用“相与”，方法与上相同，只是翻转的数值变为（N-2）/2。

　本文设计思想采用明德扬至简设计法。上一篇博文中定制了自定义MAC IP的结构，在用户侧需要位宽转换及数据缓存。本文以TX方向为例，设计并验证发送缓存模块。这里定义该模块可缓存4个最大长度数据包，用户根据需求改动即可。

　　该模块核心是利用异步FIFO进行跨时钟域处理，位宽转换由VerilogHDL实现。需要注意的是用户数据包位宽32bit，因此包尾可能有无效字节，而转换为8bit位宽数据帧后是要丢弃无效字节的。内部逻辑非常简单，直接上代码：
`timescale 1ns / 1ps

Vivado HLS中常见的接口类型有：

1. ap_none

         默认类型，该类型不适用任何I/O转换协议，它用于表示只读的输入信号，对应于HDL中的wire类型。

2. ap_stable

         只用于输入信号，其具体实现方式仍为ap_none。它用于向Vivado HLS的综合器表明该信号在两次复位之间值是不变的。

3. ap_vld

在数据端口port_name的基础上创建一个额外的数据有效信号指示< port_name >_vld。

4. ap_ack

         在数据端口port_name的基础上创建一个额外的应答信号指示< port_name >_ack。

5. ap_hs

对于ZYNQ MPSoC有以下几个文件，

1.FSBL

这个FSBL跟zynq-7000的fsbl是一样的，用户可以选择用cortex-a53制作启动的fsbl文件，也可以选择用cortex-r5来制作启动的fsbl文件。

2.PMUFW （pmufw.elf）

PMU的配置文件，但这个不是必须的，用户是可选的，MPSOC有LPD.FPD.PL三路电源轨，PMU是为了更好的管理电源和控制功耗，一般情况下，大部分客户不需要修改这个elf文件，这个文件不是制作BOOT.bin必须要的。

3.ARM Trusted Firmware(bl31.elf)

ARM Trusted Firmware文件，是一个arm加密固件，用户根据需要来定制，这个文件不是制作BOOT.bin必须要的。