ZedBoard学习手记（二） 开发自定义AXI总线外设IP核.doc

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1、ZedBoard学习手记（二）开发自定义AXI总线外设IP核　　想要发挥ZYNQ芯片的特长，让整个系统协同工作起来，就需要将PS与PL两部分结合在一起，在Cortex-A9核和FPGA逻辑资源之间建立通信的通道，这条通道就是AXI总线。ZedBoard推出的官方例子中已经介绍了如何将Xilinx做好的AXI总线IP（如AXI_TImer、AXI_GPIO等）添加到工程中，而下面就让我们一起来自己编写一个简单的AXI总线设备——读取板上的8个SwTIch状态，并控制8个LED的开关。有人会问我不了解AXI总线啊怎么办，无须担心，Xilinx已经为我们设计了

2、建立向导，可以自动生成一个设备模板，即使不了解AXI协议，也可以轻松完成设计工作。首先通过PlanAhead建立一个系统工程，导入ZedBoard的xml文件：zedboard_RevC_v2.xml。这步操作还不清楚的童鞋请在ZedBoard官网上下载ZedBoard_CTT_v14.1资料并跟随该文档进行扫盲。这个资料很详细，也是StepByStep的，可以帮助完成基本的操作学习。工程建好后，进入XPS界面，选择Hardware→CreateorImportPeripheral，开始创建外设。（看不清图的话可以点击小图放大，下同）　　在弹出的窗口中选

3、择新建模板，建立一个外设。　　Next后选择集成到XPS系统中，这样新建的外设就会保存在edk目录下的pcores文件夹中。　　接着Next，为自己的IP起个名字，这里叫my_gpio，全称就是my_gpio_v1_00_a了，注意这里的名字不能用大写字母。　　之后选择总线的类型，可以看出这里提供了几个AXI总线设备的变种形势，可以使设备具备猝发操作及大量数据传输的能力，这里我们选AXI4-Lite形式，也就是最简单的类型。　　下一步进行几个可选项配置，包括软件复位、主从模式等，勾选中间两项即可，虽然现在用不到软件复位。　　设置寄存器数量，这里我们设置两

4、个32位寄存器（实际使用低8位，其它部分NotCare），一个用来控制LED，另一个用来读取SW状态。　　选择需要的IP连接信号，这些是与用户逻辑对接的信号，保持默认即可。　　这一步可以建立一个总线上的仿真设备，不需要，直接Next。　　来到另一个配置画面，第一个选项是使用Verilog来设计用户逻辑；第二个选项建立一个ISE的工程文件，方面写代码；第三个选项让XPS自动生成底层的控制代码。　　设置结束以后，在XPS的工程目录下就能找到IP的文件夹了，兔子这里的路径是”.Hello_Zed.srcssources_1edkmodule_1pco

5、resmy_gpio_v1_00_a”。里面有三个文件夹，hdl文件夹包含了user_logic.v和my_gpio.vhd。前者就是我们要修改的用户逻辑文件，后者则是用来连接AXI与用户逻辑，并封装IP核的VHDL文件。这个文件只能是VHDL的，所以像兔子这样只会Verilog的就很苦闷了，还好里面的内容很简单，看一下就能明白。在devlprojnav文件夹下可以找到刚生成的ISE工程，用ProjectNavigator打开my_gpio.xise，这样就可以开始编辑user_logic了。　　user_logic中除了一些定义和信号连接以外，就是

6、两个always块，第一个实现AXI总线向用户寄存器写入数据，第二个则是总线从寄存器中读取数据。需要注意的是，这里的AXI总线已经通过Xilinx的AXILiteIPInterface进行了中转，到用户这里就变成了非常简单的读写逻辑。为了控制板上的硬件，我们定义两组信号和相应的寄存器：SW_In信号连接8个Switch，LED_Out连接8个LED。input[7:0]SW_In;output[7:0]LED_Out;在这里，规定寄存器0为SwTIch状态寄存器，寄存器1为LED控制寄存器。添加一个always块，使写入寄存器1的数据在LED_Out上更

7、新。always@(posedgeBus2IP_Clk)beginif(Bus2IP_Resetn==1’b0)beginLED_Out具体的代码内容在此：my_gpio_hdl.rar双击Synthesize，检查一下有没有问题，没问题的话就可以关掉ProjectNavigatorl。　　回到XPS界面，我们的自定义IP已经在列表中了，但是这个时候将IP添加到工程中，刚才进行的编辑并不生效，GPIO端口并没有显示在IP核的框图中，这点兔子没有搞明白是为什么，可能要手动修改MPD文件吧。于是我选择将这个IP再添加一次（不得已而为之，有什么好办法望不吝赐教

8、），还是刚才的方法，只不过这回选择导入已有的外设，这种方法也可以用于导入其他已有