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基于Zynq7045的ZC706平台开发指南.docx

发布时间：2022-06-14 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：2.18M 资料格式：docx 举报 版权申诉
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    1系统环境搭建
    1.1Linux版本
    1.1.1环境依赖库
    1.1.2Petalinux核心环境分布
    1.2Windows版本
    1.3Modelsim版本
    2开发软件
    2.1Petalinux工具集
    2.1.1组件位置
    2.1.2配置要求
    2.1.3依赖包
    2.1.4安装Petalinux
    2.1.5Petalinux应用开发
    2.1.5.1配置环境变量
    2.1.5.2Petalinux BSP安装
    2.1.5.2.1建立工程
    2.1.5.2.2添加硬件描述
    2.1.5.2.3系统配置
    2.1.5.2.4启动方式
    2.1.5.2.4.1采用QSPI Flash芯片启动
    2.1.5.2.4.2采用SD卡启动
    2.1.5.2.5添加用户应用程序
    2.1.5.2.6添加用户模块
    2.1.6打包BSP文件
    2.1.7配置固件版本
    2.1.8Qemu调试
    2.1.8.1Qemu调试u-boot
    2.1.8.2Qemu调试Linux Kernel
    2.1.8.3Qemu退出方式
    2.1.9生成镜像
    2.1.9.1生成uImage镜像
    2.1.9.2生成Zynq UltraScale+ MPSoC启动镜像
    2.1.9.3生成Zynq系列启动BOOT.BIN镜像
    2.1.9.4编译用户应用程序
    2.1.9.5编译用户模块
    2.1.10版本控制
    2.1.11GDB调试
    2.1.12限制条款
    2.1.12.1Petalinux使用限制
    2.1.12.1.1环境适配
    2.1.12.1.2文件夹保护
    2.1.12.2Shell环境
    2.1.12.3NFS启动方式
    2.1.13FIT Image镜像日志
    2.2Vivado
    2.2.1安装Vivado
    2.2.2创建工程
    2.2.3创建最小系统
    2.2.4管脚分配和约束
    2.2.5ILA仿真相关
    2.2.6仿真
    2.2.7导出“*.hdf”文件
    2.2.8设计IP
    2.2.9Synthesis
    2.2.10Implementation
    2.2.11Project Summay
    2.2.12Program & Debug
    3参考文件
    基于 Zynq7045 的 ZC706 平台开发指南 （注意：本指南适用于有 Xilinx SoC 平台一定开发基础的设计人员） 作者：Washington X.R 日期：2018 年 1 月 29 日星期一 版本：v1.0
    目录 1.1 1.2 1.3 2.1 2.1.5 1.1.2 1 系统环境搭建..........................................................................................................................1 Linux 版本.......................................................................................................................1 1.1.1 环境依赖库..............................................................................................................1 Petalinux 核心环境分布.......................................................................................1 Windows 版本...................................................................................................................2 Modelsim 版本.................................................................................................................2 2 开发软件..................................................................................................................................2 Petalinux 工具集...........................................................................................................2 2.1.1 组件位置..................................................................................................................2 2.1.2 配置要求..................................................................................................................3 2.1.3 依赖包......................................................................................................................3 2.1.4 安装 Petalinux.......................................................................................................3 Petalinux 应用开发...............................................................................................4 2.1.6 打包 BSP 文件........................................................................................................19 2.1.7 配置固件版本........................................................................................................20 Qemu 调试...............................................................................................................20 2.1.9 生成镜像................................................................................................................21 2.1.10 版本控制............................................................................................................25 GDB 调试.............................................................................................................25 2.1.12 限制条款............................................................................................................26 FIT Image 镜像日志.........................................................................................29 Vivado............................................................................................................................30 2.2.1 安装 Vivado...........................................................................................................30 2.2.2 创建工程................................................................................................................30 2.2.3 创建最小系统........................................................................................................33 2.2.4 管脚分配和约束....................................................................................................35 ILA 仿真相关.........................................................................................................36 2.2.6 仿真........................................................................................................................38 2.2.7 导出“*.hdf”文件..............................................................................................40 2.1.11 2.1.13 2.1.8 2.2 2.2.5 I
    2.2.9 2.2.10 2.2.8 设计 IP...................................................................................................................41 Synthesis..............................................................................................................43 Implementation................................................................................................45 Project Summay................................................................................................45 Program & Debug..............................................................................................46 3 参考文件................................................................................................................................46 2.2.11 2.2.12 II
    本文主要介绍 Zynq7045 SoC 芯片平台的应用，通过 Xilinx 官方公布的 FPGA 开发集 成环境（Vivado）、嵌入式开发软件平台（Petalinux）和开源 SDK（ZYNQ BSP）进行搭建 和开发，其中的系统环境主要分布在 Ubuntu 的桌面发布版与 Windows 7 专业版之上。 1 系统环境搭建 1.1 Linux 版本 Linux tub 4.13.0-26-generic #29~16.04.2-Ubuntu SMP Tue Jan 9 22:00:44 UTC 2018 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux。 如上版本可以用于安装 Petalinux、Vivado 和 Modelsim 系列软件。 表1.1 Linux系统分区 序号 1 2 3 4 5 分区 / /boot /tmp /Swap /home 大小 20GB 200MB 5GB 2GB >30GB 1.1.1 环境依赖库 环境依赖库是根据 Linux 环境下需求的依赖库。 Ubuntu 系统通过管理员权限安装（sudo apt-get install）如下安装包： sudo apt-get install gcc-multilib build-essential libsdl1.2-dev libglib2.0-dev screen pax gzip 1.1.2 Petalinux 核心环境分布 图 1.1.2-1 环境分布 图 1.1.2-2 环境配置 1
    图 1.1.2-3 系统环境变量 1.2 Windows 版本 Windows 7 Pro 64 bit 如上版本可以用于安装 Vivado 和 Modelsim 系列软件。 1.3 Modelsim 版本 Modelsim SE-64 10.1 2 开发软件 开发软件主要是 Xilinx 官方提供的 FPGA SoC 集成开发环境 Vivado、Petalinux 嵌入 式开发平台工具集合和开发板的板级支持包 BSP 等。 资源内容 表2 资源地址列表 下载地址 通用资源 https://www.xilinx.com/support/download.html Vivado https://www.xilinx.com/support/download/index.html/content/xili nx/en/downloadNav/vivado-design-tools.html Petalinux https://www.xilinx.com/support/download/index.html/content/xili nx/en/downloadNav/embedded-design-tools.html BSP http://www.xilinx.com/support/download/index.html/content/xilin x/en/downloadNav/petalinux.html 2.1 Petalinux 工具集 Petalinux 是嵌入式 Linux 开发工具集，可以用于 Xilinx 的 FPGA-based 系列的 SoC 嵌入式软件的开发。 2.1.1 组件位置 表2.1 开发包SDK组件 组建位置 芯片架构 $PETALINUX/components/yocto/source/aarch64 Zynq® UltraScale+™ MPSoC 2
    $PETALINUX/components/yocto/source/arm Zynq® SoC 2.1.2 配置要求 最低工作站配置要求，在应用环境推荐： 1) 8GB 双通道外存资源，推荐 16GB； 2) 2GHz CPU 多核架构，推荐 12 核； 3) 100GB 的硬盘空间，推荐固态盘； 4) 系统支持(64 位系统)，推荐 Ubuntu 发行版： a. RHEL 7.2/7.3； b. CentOS 7.2/7.3； c. Ubuntu 16.04.1； 5) 需要系统 root 权限，后期获取 root 用户权限； 6) 需要安装相关 Linux 系统和 Petalinux 支持的相关依赖包。 2.1.3 依赖包 Ubuntu 系统通过管理员权限安装（sudo apt-get install）如下安装包： sudo apt-get install python3 tofrodos iproute2 gawk xvfb gcc git make net- tools libncurses5-dev tftpd zlib1g-dev libssl-dev flex bison libselinux1 gnupg wget diffstat chrpath socat xterm autoconf libtool tar unzip texinfo zlib1g-dev gcc-multilib build-essential libsdl1.2-dev libglib2.0-dev screen pax gzip zlib1g:i386 2.1.4 安装 Petalinux 将下载的 Petalinux 安装包通过共享硬盘等方法挂载到 Linux 之上安装，无需直接考 入到 Linux 系统。安装步骤如下： 1) $ mkdir -p /home/test/petalinux 2) $ ./petalinux-v2017.3-final-installer.run /home/test/petalinux 3) $ chmod 755 -R petalinux 4) Reading and agreeing to the PetaLinux End User License Agreement (EULA) is a required 5) 继续安装 PetaLinux Tools installation process 6) 应用 Petalinux 之前需要在在启动脚本中添加（如图 1.1.2-3）系统环境变量 7) $ petalinux-util --webtalk off 3
    Petalinux Tools 将被安装到“/home/test/petalinux”目录之下,并给予整个文件夹 “755”继承权限。 2.1.5 Petalinux 应用开发 2.1.5.1 配置环境变量 1) 配置系统环境变量 $ source /settings.sh 2) 确认环境变量 $ echo $PETALINUX /opt/pkg/petalinux "$PETALINUX"应该要指向的是 Petalinux 安装包所在的位置，例如： 2.1.5.2 Petalinux BSP 安装 图 2.1.5.1 Petalinux 位置 下载对应开发板或平台的的官方 BSP 文件，（表2 资源地址列表）中下载。 安装 BSP 步骤： 1) $ cd /home/test/Documents/Petalinux_prj 2) $ petalinux-create -t project -s 3) 配置成果 BSP 获得如下提示： INFO: Create project: INFO: Projects: INFO: * xilinx-zc706-v2017.1-final.bsp INFO: has been successfully installed to /home/test/Documents/Petalinux_prj INFO: New project successfully created in /home/test/Documents/Petalinux_prj 创建一个 zc706 平台的基础 Petalinux 工程 创建一个 zc706 基础工程需要完成如下几个步骤： 1) 建立工程（基于模板的建立）； 2) 导入从 Vivado 导出的硬件描述文件（*.hdf），需要匹配版本。 调试条件： 1) TTC 模块（必须） #如果多个 TTC 都使用了的话，Linux 内核将会使用第一个 TTC 模块； 4
    2) 外部 Flash 存储空间或 SD 卡（必须） #用于防止 BOOT.BIN 文件和 image.ub 文件； 3) UART 模块（可选，控制台打印信息用） #如果用 UART IP 模块的话，如 AXI UART，需要确保中断信号有连接到 PS； 4) 非易失存储器（可选） #如 QSPI Flash，SD/MMC； 5) 以太网接口（可选） #若果用 Ethernet IP 模块或外部 PHY 的话，需要确保中断信号连接道 PS； 6) 交换机（可选） #可用于和 host 主机之间应用 TFTP 等模式启动调试方法。 2.1.5.2.1 建立工程 命令行如下（可以在非 root 用户下执行）： $ petalinux-create --type project --template --name petalinux-create 的参数说明： 1) --type：生成类型，project 为工程，app 为应用，module 为模块； 2) --template：应用的模板类型，可以是 zynq 等。若选择的是相应的 BSP 文件，则 应该通过“petalinux-config”选择相对应的模板“board configs”，可能的值 包括：The possible values are: ac701-full,kc705-lite, zc1751-dc1, zc706, zcu102-revb, zedboard, ac701-lite, kcu105,zc1751-dc2, zcu102-rev1.0, kc705-full, zc702, zcu102-reva, and zcu106-reva.； 3) --name：工程名。 例如：$ petalinux-create --type project --template zynq --name zc706_dut 图 2.1.5.2.1-1 建立 template 工程 得到项目工程创建成功的指令答复之后，在相应文件交中应该得到创建的目的文件夹 和相应的内容，如下图所示： 图 2.1.5.2.1-2 已经创立的 zc706_dut 工程 5
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