Board從入門到精通(五):軟硬件協(xié)同設(shè)計
Zynq最大的優(yōu)勢在于,同時具備軟件、硬件、IO可編程,即All Programmable。在設(shè)計Zynq過程中,同樣要建立一種意識,就是從原來單純的軟件思維(或單純的硬件思維)中解脫,轉(zhuǎn)向軟硬件協(xié)同設(shè)計的開發(fā)方法。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/201710/365599.htm軟件設(shè)計,即基于ARM的軟件開發(fā),我們第三節(jié)里面已經(jīng)做過例子了,基本就是通過某一硬件地址映射寄存器與相應的硬件進行交互,這類硬件包括ARM外設(shè)如GPIO,EMIO,SPI,TImer等,也包括掛載到AXI總線上的PL。除此之外,軟件還要處理好諸如操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等高層任務(wù)。
硬件設(shè)計,即基于FPGA的邏輯開發(fā),主要通過實例化一些現(xiàn)成的IP,利用狀態(tài)機實現(xiàn)自身邏輯功能,然后實現(xiàn)AXI接口與ARM進行通信。
將軟硬件結(jié)合進行設(shè)計,需要AXI總線。我們反復強調(diào)了AXI的重要性,可以說它決定了軟硬件協(xié)同設(shè)計的成敗。
關(guān)于Zynq的網(wǎng)絡(luò)教程也有很多了,像懶兔子的 ,筆者初學Zynq時是按照他的教程一步步做實驗的。本教程不會重復這些步驟,而是幫助初學者建立一個框架,剩下的就是自己通過查文檔、做實驗去填充這些具體內(nèi)容。
我們大體劃分一下Zynq開發(fā)的框架:
首先是需求分析,確定要做什么;之后將任務(wù)進行細分,一般可以看哪些適合在FPGA上實現(xiàn),單獨提出;剩下的則用PS。接著選擇通信接口,物理鏈路選擇GP或HP或ACP,協(xié)議選AXI-Lite,AXI-FIFO或AXI-Stream。劃分完畢,則邏輯工程師與ARM工程師從這里分道揚鑣,按照各自任務(wù)進行實現(xiàn)。
邏輯工程師需要集中精力做IP設(shè)計,將功能集成到一個用戶IP中,并留出通信接口與AXI通信。
ARM工程師則根據(jù)需求建立ARM裸機軟件工程或基于嵌入式Linux的工程,前者開發(fā)周期較短,后者功能較強但需要為Linux做很多準備工作(引導,內(nèi)核,文件系統(tǒng),驅(qū)動,圖形界面開發(fā)等)。雖然基于嵌入式Linux的開發(fā)看上去很“酷”,但我們要把握好分寸,能用裸機實現(xiàn)的堅決不用操作系統(tǒng),否則只會勞民傷財。
各自開發(fā)工作完成后,進入聯(lián)調(diào),ARM通過讀寫PL映射寄存器來查看相應功能是否正常,如果不正常則需要返工修改,反復測試,直到解決問題為止。
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