zynq的學習(一)

一、 可編程SOC設計
可編程片上系統(p-soc):包含嵌入式的軟核/硬核處理器、存儲器和硬件加速器。
硬核處理器:使用硅片上專門的單元實現一個處理器稱爲硬核處理器。硬核處理器會將一些硬核(如:PowerPC)到FPGA芯片中。
軟核處理器:通過使用FPGA片內的設計資源(LUT、BRAM)實現的一個處理器稱爲軟核處理器。軟核處理器通過HDL語言或者網表進行描述,必須綜合才能使用。

1、可編程SOC的設計流程
基於全可編程平臺的嵌入式系統的開發,採用xilinx提供的嵌入式設計套件(EDK)實現。
這裏寫圖片描述
基於edk的設計流程就是軟硬協同處理和設計的過程。軟件流程完成C語言代碼的編寫、編譯和鏈接過程。硬件流程完成HDL設計輸入、綜合、仿真和實現的過程。Xps提供data2MEM工具將C語言生成ELF文件代碼插入生成的FPGA比特流文件中,將其下載到FPGA中,並能啓動的映像文件。

2、可編程SOC的開發工具
1)Xilinx平臺工作室
Xilinx平臺工作室(xps)爲基於microblaze、PowerPC和cortex-9處理器的嵌入式處理器系統提供了集成開發環境。Xps也提供編輯器和項目管理接口用來創建和編輯源代碼。Xps提供工具流程配置選項的定製和提供圖形化的系統編輯器用來連接處理器、外設和總線。
Xps具有以下特性:
這裏寫圖片描述
2)xilinx軟件開發工具
Xilinx軟件開發工具(sdk)來爲應用軟件提供開發環境。Sdk基於eclipse開放源碼標準。具有以下特性:
這裏寫圖片描述

3)基本系統建立嚮導
基本系統建立嚮導(BSB),幫助設計人員快速建立一個嵌入式系統工程。對於更復雜的工程,BSB嚮導提供基本的系統,設計人員可以通過這個系統定製完成嵌入式設計。
4)平臺生成器(platgen)
平臺生成器將嵌入式系統的高級描述編譯成能在目標FPGA芯片上實現的HDL網表。
硬件平臺的描述保存在MHS文件。MHS文件用於表示所設計嵌入式系統硬件元件最重要的文件。MHS文件以ASCII碼形式存在。
5)庫生成器(libgen)
庫生成器爲嵌入式處理器系統配置庫、設備驅動、文件系統、中斷句柄和創建板級支持包BSP。
6)GNU編譯工具(GCC)
GUN編譯工具用於編譯和連接應用程序。

3、Xilinx zynq平臺
PS:處理系統。包含:
1) 應用處理器單元(APU);
2) 存儲器接口;
3) I/O外設
4) 互聯
PS:xilinx可編程邏輯
Zynq-7000 EPP平臺功能塊圖:
這裏寫圖片描述

二、 MIO-EMIO連接
MIO是I/O外設連接的基礎。MIO引腳個數有限。軟件程序將I/O信號連接到MIO引腳。通過EMIO接口,I/O外設也能連接到PL。
I/O外設 MIO-EMIO接口布線:
這裏寫圖片描述
除了USB外,PS的大多數I/O信號能通過MIO連接到PS,或者通過EMIO連接到PL引腳。
除了吉比特以太網外,大多數的外設在MIO和EMIO之間保持相同協議。
1、 MIO引腳分配考慮因素
1) 接口頻率:數據手冊給出了通過MIO的每個接口的時鐘頻率。
2) 兩個MIO電壓組:MIO引腳分割成兩個獨立配置的I/O緩衝區集合。
3) 啓動模式引腳:這些引腳可以分配給I/O外設,也可以作爲啓動模式引腳。
4) I/O緩衝區輸出使能控制:由MIO_PIN[TRI_ENABLE]寄存器來控制每個MIO I/O緩存輸出使能
5) 從SDIO啓動:BootROM希望SDIO設備連接到MIO[40:45](SDIO 0)
6) 靜態存儲器控制器(SMC)接口:在設計中只能使用一個SMC接口。

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