Board從入門到精通(五):軟硬件協同設計
Zynq最大的優勢在于,同時具備軟件、硬件、IO可編程,即All Programmable。在設計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,轉向軟硬件協同設計的開發方法。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/201710/365599.htm軟件設計,即基于ARM的軟件開發,我們第三節里面已經做過例子了,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、網絡等高層任務。
硬件設計,即基于FPGA的邏輯開發,主要通過實例化一些現成的IP,利用狀態機實現自身邏輯功能,然后實現AXI接口與ARM進行通信。
將軟硬件結合進行設計,需要AXI總線。我們反復強調了AXI的重要性,可以說它決定了軟硬件協同設計的成敗。
關于Zynq的網絡教程也有很多了,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容。
我們大體劃分一下Zynq開發的框架:
首先是需求分析,確定要做什么;之后將任務進行細分,一般可以看哪些適合在FPGA上實現,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,按照各自任務進行實現。
邏輯工程師需要集中精力做IP設計,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,內核,文件系統,驅動,圖形界面開發等)。雖然基于嵌入式Linux的開發看上去很“酷”,但我們要把握好分寸,能用裸機實現的堅決不用操作系統,否則只會勞民傷財。
各自開發工作完成后,進入聯調,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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