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cource_s1_ALINX_ZYNQ(AX7015)开发平台基础教程V1.07.pdf

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：28.14M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    版权声明
    序
    目录
    第一章 软件包说明和开发板检测
    1.1 软件包说明
    1.2 开发板检测
    1.2.1 检测需要自备的工具
    1.2.2 开发板线缆连接
    1.2.3 开始测试
    第二章 ZYNQ简介
    2.1 PS和PL互联技术
    2.2 ZYNQ芯片开发流程的简介
    2.3 学习ZYNQ要具备哪些技能
    2.3.1 软件开发人员
    2.3.2 逻辑开发人员
    第三章 Vivado开发环境
    3.1 Vivado软件介绍
    3.2 Vivado软件版本
    3.3 Vivado软件Windows下安装
    第四章 PL的“Hello World”LED实验
    4.1 LED硬件介绍
    4.2 创建Vivado工程
    4.3 创建Verilog HDL文件点亮LED
    4.4 添加管脚约束
    4.5 添加时序约束
    4.6 生成BIT文件
    4.7 下载调试
    第五章 HDMI输出实验
    5.1 硬件介绍
    5.2 程序设计
    5.3 添加XDC约束文件
    5.4 下载调试
    5.5 实验总结
    第六章 HDMI 直通ILA调试实验
    6.1 硬件介绍
    6.2 程序设计
    6.3 使用Vivado调试
    6.4 下载调试
    6.5 实验总结
    6.6 常见问题
    6.6.1 网络被综合以后找不到
    6.6.2 找不到Debug内核
    第七章 GTX收发器误码率测试IBERT实验
    7.1 硬件介绍
    7.2 Vivado工程建立
    7.3 编译下载调试
    7.4 实验总结
    第八章 体验ARM，裸机输出“Hello World”
    8.1 硬件介绍
    8.2 Vivado工程建立
    8.3 SDK调试
    8.4 实验总结
    8.5 常见问题
    8.5.1 通过vivado启动SDK后没有窗口弹出
    第九章 PS点亮PL的LED灯
    9.1 Vivado工程建立
    9.2 XDC文件约束PL管脚
    9.3 SDK程序编写
    9.4 下载调试
    9.5 实验总结
    第十章 PS定时器中断实验
    10.1 Vivado工程建立
    10.2 SDK程序编写
    10.3 下载调试
    10.4 实验总结
    第十一章 PL按键中断实验
    11.1 Vivado工程建立
    11.2 下载调试
    11.3 实验总结
    第十二章 以太网实验（LWIP）
    12.1 Vivado工程建立
    12.1.1 PS端的以太网配置
    12.1.2 PL端AXI以太网配置
    12.1.3 添加约束文件
    12.2 SDK程序
    12.2.1 LWIP库修改
    12.2.2 创建基于LWIP模板的APP
    12.3 下载调试
    12.3.1 PL端以太网测试
    12.3.2 PS端以太网测试
    12.4 实验总结
    第十三章 自定义IP实验
    13.1 PWM介绍
    13.2 Vivado工程建立
    13.2.1 创建一个vivado工程
    13.2.2 创建自定义IP
    13.2.3 添加自定义IP到工程
    13.3 SDK软件编写调试
    13.4 实验总结
    13.5 常见问题
    13.5.1 如何知道AXI IP的基地址
    第十四章 使用VDMA驱动HDMI显示
    14.1 Vivado工程建立
    14.2 SDK软件编写调试
    第十五章 固化程序
    15.1 Vivado工程建立
    15.2 生成FSBL
    15.3 创建BOOT文件
    15.4 SD卡启动测试
    15.5 QSPI启动测试
    15.6 Vivado下烧写QSPI
    15.7 使用批处理文件快速烧写QSPI
    第十六章 PCIe测试
    16.1 Vivado工程建立
    16.2 生成烧写BOOT
    16.3 设置电脑进入测试模式
    16.4 安装PCIe驱动
    16.5 测试PCIe
    16.6 实验总结
    第十七章 PCIe传输视频到HDMI显示
    17.1 Vivado工程
    17.2 SDK软件
    17.3 下载调试
    第十八章 HDMI视频输入到PCIe捕捉显示
    18.1 Vivado硬件功能
    18.2 SDK软件
    18.3 下载调试
    第十九章 Linux下开发PCIe
    19.1 电脑主板配置
    19.1.1 配置说明
    19.1.2 配置方法
    19.2 Linux系统安装
    19.3 文件准备
    19.4 打开虚拟终端
    19.5 驱动安装
    19.5.1 驱动编译
    19.5.2 驱动加载
    19.6 Qt软件安装
    19.6.1 库安装
    19.6.2 Qt软件安装
    19.7 应用程序运行
    19.8 测速软件
    19.9 读应用
    19.10 写应用
    第二十章 安装虚拟机和Ubuntu系统
    20.1 虚拟机软件安装
    20.2 Ubuntu安装
    20.2.1 安装系统
    20.2.2 修改软件源服务器
    20.2.3 设置bash为默认sh
    20.2.4 设置屏幕锁定时间
    20.3 常见问题
    20.3.1 虚拟机要求虚拟化支持
    第二十一章 Ubuntu安装Linux版Vivado软件
    21.1 安装Linux版Vivado
    21.2 权限设置
    21.3 安装下载器驱动
    21.4 测试Vivado
    21.5 常见问题
    21.5.1 Linux下载器下载时提示被占用
    21.5.2 适合ZYNQ的交叉编译器
    第二十二章 Petalinux工具安装
    22.1 Petalinux简介
    22.2 安装必要的库
    22.3 安装Petalinux
    第二十三章 NFS服务软件安装
    23.1 安装NFS服务
    23.2 测试NFS
    第二十四章 使用Petalinux定制Linux系统
    24.1 Vivado工程
    24.2 使用Petalinux建立工程
    24.3 配置Linux内核
    24.4 配置根文件系统
    24.5 编译
    24.6 生成BOOT文件
    24.7 测试Linux
    第二十五章 使用SDK开发Linux程序
    25.1 使用SDK建立Linux应用程序
    25.2 通过NFS共享运行
    25.3 通过TCF-Agent运行调试
    25.4 TCF-Agent问题
    第二十六章 Linux下GPIO实验
    26.1 使用SHELL控制
    26.2 使用C语言控制
    26.3 实验总结
    第二十七章 Petalinux下的HDMI显示
    27.1 Petalinux配置
    27.2 配置Linux内核
    27.3 修改设备树
    27.4 编译测试Petalinux工程
    第二十八章 使用Debian 8桌面系统
    28.1 Petalinux配置
    28.2 配置Linux内核
    28.2.1 配置USB WIFI模块驱动
    28.2.2 配置USB摄像头驱动
    28.3 编译测试Petalinux工程
    28.4 制作SD卡文件系统
    28.4.1 SD卡修改分区
    28.4.2 同步根文件系统到SD卡EXT4分区
    第二十九章 制作QSPI Flash启动的Linux
    29.1 复制Petalinux工程
    29.2 配置编译Petalinux
    第三十章 QSPI 和EMMC启动Linux
    30.1 复制Petalinux工程
    30.2 配置编译Petalinux
    30.3 如何烧写EMMC
    30.3.1 格式化并挂载EMMC
    30.3.2 复制文件emmc
    30.4 测试QSPI和EMMC启动
    ZYNQ 开发平台基础教程 AX7015 19.1.7 16:15:37
    ZYNQ 开发平台基础教程 版权声明 Copyright © 2012-2018 芯驿电子科技（上海）有限公司 公司网址: Http://www.alinx.com.cn 技术论坛： http://www.heijin.org 官方旗舰店： http://alinx.jd.com 邮箱: avic@alinx.com.cn 电话: 021-67676997 传真： 021-37737073 ALINX 微信公众号： http://www.alinx.com.cn 2 / 385
    版本 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 ZYNQ 开发平台基础教程 文档修订记录: 描述 初始版本 添加 qspi 启动 linux；修改 PL 以太网设备树 添加交叉编译器的一些信息 添加 GPIO 例程，EMMC 使用，修改部分措辞 修改文档格式 添加 Linux 下 PCIe 应用 时间 2018/3/21 2018/3/28 2018/4/9 2018/5/16 2018/8/14 2018/8/27 2018/10/19 修改部分描述错误 我们承诺本教程并非一劳永逸，固守不变的文档。我们会根据论坛上大家的反馈意见，以 及实际的开发实践经验积累不断的修正和优化教程 http://www.alinx.com.cn 3 / 385
    ZYNQ 开发平台基础教程 序 首先感谢大家购买芯驿电子科技（上海）有限公司出品的 ZYNQ 的开发板 AX7015！ 您 对我们和我们产品的支持和信任,给我们增添了永往直前的信心和勇气。 “播下一粒种子，收获一片森林”，更是芯驿电子科技（上海）有限公司的美好愿望，同 时我们会在黑金动力社区 http://www.heijin.org和大家一起讨论，一起学习，一起进步，一起 成长。 http://www.alinx.com.cn 4 / 385
    目录 ZYNQ 开发平台基础教程 版权声明 ......................................................................................................................................... 2 序 ..................................................................................................................................................... 4 目录 ................................................................................................................................................. 5 第一章 软件包说明和开发板检测 ............................................................................................. 11 1.1 软件包说明 .................................................................................................................... 11 1.2 开发板检测 .................................................................................................................... 11 1.2.1 检测需要自备的工具 ......................................................................................... 11 1.2.2 开发板线缆连接 ................................................................................................. 15 1.2.3 开始测试 ............................................................................................................. 17 第二章 ZYNQ 简介 ....................................................................................................................... 22 2.1 PS 和 PL 互联技术 ........................................................................................................... 22 2.2 ZYNQ 芯片开发流程的简介 ........................................................................................... 28 2.3 学习 ZYNQ 要具备哪些技能 ......................................................................................... 29 2.3.1 软件开发人员 ..................................................................................................... 29 2.3.2 逻辑开发人员 ..................................................................................................... 29 第三章 Vivado 开发环境 ............................................................................................................. 31 3.1 Vivado 软件介绍 ............................................................................................................. 31 3.2 Vivado 软件版本 ............................................................................................................. 31 3.3 Vivado 软件 Windows 下安装 ........................................................................................ 32 第四章 PL 的“Hello World”LED 实验 ......................................................................................... 39 4.1 LED 硬件介绍 .................................................................................................................. 39 4.2 创建 Vivado 工程 ........................................................................................................... 39 4.3 创建 Verilog HDL 文件点亮 LED .................................................................................... 46 4.4 添加管脚约束 ................................................................................................................ 50 4.5 添加时序约束 ................................................................................................................ 54 4.6 生成 BIT 文件 ................................................................................................................. 60 4.7 下载调试 ........................................................................................................................ 61 第五章 HDMI 输出实验 ............................................................................................................... 65 5.1 硬件介绍 ........................................................................................................................ 65 5.2 程序设计 ........................................................................................................................ 65 5.3 添加 XDC 约束文件 ........................................................................................................ 67 5.4 下载调试 ........................................................................................................................ 68 5.5 实验总结 ........................................................................................................................ 69 第六章 HDMI 直通 ILA 调试实验 ............................................................................................... 70 http://www.alinx.com.cn 5 / 385
    ZYNQ 开发平台基础教程 6.1 硬件介绍 ........................................................................................................................ 70 6.2 程序设计 ........................................................................................................................ 70 6.3 使用 Vivado 调试 ........................................................................................................... 70 6.4 下载调试 ........................................................................................................................ 75 6.5 实验总结 ........................................................................................................................ 78 6.6 常见问题 ........................................................................................................................ 78 6.6.1 网络被综合以后找不到 ..................................................................................... 78 6.6.2 找不到 Debug 内核 ............................................................................................. 78 第七章 GTX 收发器误码率测试 IBERT 实验 ............................................................................... 79 7.1 硬件介绍 ........................................................................................................................ 79 7.2 Vivado 工程建立 ............................................................................................................. 79 7.3 编译下载调试 ................................................................................................................ 83 7.4 实验总结 ........................................................................................................................ 85 第八章 体验 ARM，裸机输出“Hello World” ............................................................................ 86 8.1 硬件介绍 ........................................................................................................................ 86 8.2 Vivado 工程建立 ............................................................................................................. 86 8.3 SDK 调试 .......................................................................................................................... 97 8.4 实验总结 ...................................................................................................................... 111 8.5 常见问题 ...................................................................................................................... 111 8.5.1 通过 vivado 启动 SDK 后没有窗口弹出 .......................................................... 111 第九章 PS 点亮 PL 的 LED 灯 ..................................................................................................... 113 9.1 Vivado 工程建立 ........................................................................................................... 113 9.2 XDC 文件约束 PL 管脚 .................................................................................................. 121 9.3 SDK 程序编写 ................................................................................................................ 123 9.4 下载调试 ...................................................................................................................... 126 9.5 实验总结 ...................................................................................................................... 128 第十章 PS 定时器中断实验 ...................................................................................................... 129 10.1 Vivado 工程建立 ......................................................................................................... 129 10.2 SDK 程序编写 .............................................................................................................. 130 10.3 下载调试 .................................................................................................................... 134 10.4 实验总结 .................................................................................................................... 135 第十一章 PL 按键中断实验 ....................................................................................................... 136 11.1 Vivado 工程建立 ......................................................................................................... 136 11.2 下载调试 .................................................................................................................... 140 11.3 实验总结 .................................................................................................................... 146 第十二章 以太网实验（LWIP） ............................................................................................... 147 12.1 Vivado 工程建立 ......................................................................................................... 147 12.1.1 PS 端的以太网配置 ......................................................................................... 148 http://www.alinx.com.cn 6 / 385
    ZYNQ 开发平台基础教程 12.1.2 PL 端 AXI 以太网配置 ...................................................................................... 150 12.1.3 添加约束文件 ................................................................................................. 159 12.2 SDK 程序 ...................................................................................................................... 160 12.2.1 LWIP 库修改 ..................................................................................................... 160 12.2.2 创建基于 LWIP 模板的 APP ............................................................................ 166 12.3 下载调试 .................................................................................................................... 167 12.3.1 PL 端以太网测试 .............................................................................................. 167 12.3.2 PS 端以太网测试 ............................................................................................. 169 12.4 实验总结 .................................................................................................................... 171 第十三章 自定义 IP 实验 .......................................................................................................... 172 13.1 PWM 介绍 ................................................................................................................... 172 13.2 Vivado 工程建立 ......................................................................................................... 173 13.2.1 创建一个 vivado 工程 ..................................................................................... 173 13.2.2 创建自定义 IP ................................................................................................. 174 13.2.3 添加自定义 IP 到工程 .................................................................................... 183 13.3 SDK 软件编写调试 ...................................................................................................... 186 13.4 实验总结 .................................................................................................................... 194 13.5 常见问题 .................................................................................................................... 194 13.5.1 如何知道 AXI IP 的基地址 .............................................................................. 194 第十四章 使用 VDMA 驱动 HDMI 显示 .................................................................................... 196 14.1 Vivado 工程建立 ......................................................................................................... 196 14.2 SDK 软件编写调试 ...................................................................................................... 218 第十五章 固化程序 ................................................................................................................... 223 15.1 Vivado 工程建立 ......................................................................................................... 223 15.2 生成 FSBL .................................................................................................................... 226 15.3 创建 BOOT 文件 ......................................................................................................... 230 15.4 SD 卡启动测试 ............................................................................................................ 234 15.5 QSPI 启动测试 ............................................................................................................. 236 15.6 Vivado 下烧写 QSPI ..................................................................................................... 237 15.7 使用批处理文件快速烧写 QSPI ................................................................................ 240 第十六章 PCIe 测试 ................................................................................................................... 242 16.1 Vivado 工程建立 ......................................................................................................... 242 16.2 生成烧写 BOOT .......................................................................................................... 256 16.3 设置电脑进入测试模式 ............................................................................................ 258 16.4 安装 PCIe 驱动 ........................................................................................................... 259 16.5 测试 PCIe .................................................................................................................... 263 16.6 实验总结 .................................................................................................................... 265 第十七章 PCIe 传输视频到 HDMI 显示 .................................................................................... 266 http://www.alinx.com.cn 7 / 385
    ZYNQ 开发平台基础教程 17.1 Vivado 工程 ................................................................................................................. 266 17.2 SDK 软件 ...................................................................................................................... 266 17.3 下载调试 .................................................................................................................... 267 第十八章 HDMI 视频输入到 PCIe 捕捉显示 ............................................................................ 269 18.1 Vivado 硬件功能 ......................................................................................................... 269 18.2 SDK 软件 ...................................................................................................................... 269 18.3 下载调试 .................................................................................................................... 270 第十九章 Linux 下开发 PCIe ...................................................................................................... 272 19.1 电脑主板配置 ............................................................................................................ 272 19.1.1 配置说明 ......................................................................................................... 272 19.1.2 配置方法 ......................................................................................................... 272 19.2 Linux 系统安装 ............................................................................................................ 277 19.3 文件准备 .................................................................................................................... 277 19.4 打开虚拟终端 ............................................................................................................ 278 19.5 驱动安装 .................................................................................................................... 279 19.5.1 驱动编译 ......................................................................................................... 279 19.5.2 驱动加载 ......................................................................................................... 280 19.6 Qt 软件安装 ................................................................................................................ 281 19.6.1 库安装 ............................................................................................................. 281 19.6.2 Qt 软件安装 ..................................................................................................... 281 19.7 应用程序运行 ............................................................................................................ 281 19.8 测速软件 .................................................................................................................... 281 19.9 读应用 ........................................................................................................................ 282 19.10 写应用 ...................................................................................................................... 282 第二十章 安装虚拟机和 Ubuntu 系统 ..................................................................................... 284 20.1 虚拟机软件安装 ........................................................................................................ 284 20.2 Ubuntu 安装 ................................................................................................................ 285 20.2.1 安装系统 ......................................................................................................... 285 20.2.2 修改软件源服务器 ......................................................................................... 292 20.2.3 设置 bash 为默认 sh ....................................................................................... 294 20.2.4 设置屏幕锁定时间 ......................................................................................... 294 20.3 常见问题 .................................................................................................................... 295 20.3.1 虚拟机要求虚拟化支持 ................................................................................. 295 第二十一章 Ubuntu 安装 Linux 版 Vivado 软件 ....................................................................... 297 21.1 安装 Linux 版 Vivado .................................................................................................. 297 21.2 权限设置 .................................................................................................................... 302 21.3 安装下载器驱动 ........................................................................................................ 302 21.4 测试 Vivado ................................................................................................................ 302 http://www.alinx.com.cn 8 / 385
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