7.0難度系數★☆☆☆☆☆☆
7.1硬件截圖
7.1.1 PCB上的位置
7.1.1 PCB上的位置
7.2電路分析
本次實驗用到的是LD_A0~LD_A3,管腳定義如下表所示。
| LD_A0:F17 LD_A1:J15 LD_A2:G14 LD_A3:D18 |
7.3 EMIO 和MIO的對比介紹
上次講到MIO的使用，初步熟悉了EDK的使用，這次就來說說EMIO的使用。如你所見zynq的GPIO，分為兩種，MIO(multiuse I/O)和EMIO(extendable multiuse I/O)
MIO分配在bank0和bank1直接與PS部分相連，EMIO分配在bank2和接和PL部分相連。除了bank1是22-bit之外，其他的bank都是32-bit。所以MIO有53個引腳可供我們使用，而EMIO有64個引腳可供我們使用。
使用EMIO的好處就，當MIO不夠用時，PS可以通過驅動EMIO控制PL部分的引腳，接下來就來詳細介紹下EMIO的使用。
EMIO的使用和MIO的使用其實是非常相似的。區別在於，EMIO的使用相當於，是一個PS + PL的結合使用的例子。所以，EMIO需要分配引腳，以及編譯綜合生成bit文件。
7.4 ZYNQ核的添加及配置
Step1:新建一個名為為Miz701_sys的工程
Step2:選擇RTL Project 勾選Do not specify source at this time
Step3:選擇芯片型號xc7z010clg400-1
Step4:單擊Finish
7.5使用IP Integrator創建硬件系統
Step1:單擊Create Block Design
Step2:輸入system
Step3:單擊下圖中
添加IP按鈕
Step4:搜素單詞z選擇ZYNQ7 Processing System，然后雙擊
Step5:添加進來了ZYNQ CPU IP，雙擊ZYNQ CPU IP。
Step6: 修改時鍾輸入為50MHZ，可以看到ARM時鍾為650MHZ DDR為525MHZ(1050MHZ)，並且修改FCLK_CLK0 為100MHZ
step7：修改內存型號為MT41K256M16RE-125 M，單擊OK。
Setp8:選擇MIO Configuration選項卡，再看到I/O Peripherals 中的GPIO一欄，勾選上其中的EMIO一欄，並選擇4位引腳輸出（最多可以選擇64位，但是這個使用只需要4位足夠了）。
Setp10:按照上圖設置好了之后，點擊OK，仔細觀察發現的zynq核心多出一組引腳名為GPIO_0,這個正是我們剛剛設置的一組EMIO，我們右擊該引腳，選擇make external把GPIO_0引腳引出（或者單擊該引腳處，按快捷鍵Ctrl +t，也可以將引腳引出）。效果如下圖所示：
step11：:單擊Run Block Automation 進行自動連線，VIVADO軟件會根據信號的命名規則智能連線。
Step12:在你點擊了OK后，你會發現DDR以及FICED_IO自動的延伸出來，然后把時鍾FCLK_CLK0和M_AXI_GPI0_ACLK連接，其實就是給M_AXI_GP0_ACLK提供一個時鍾。方法：當把鼠標靠近的時候會自動連接。
7.6產生HDL和約束文件
Setp1:接下來依然是，右鍵單擊Block文件，文件選擇Generate the Output Products，是文件得到一定的約束
Setp2:彈出如下對話框，直接點擊Generate
Setp3:繼續右鍵單擊Block文件，選擇Create a HDL wrapper，根據Block文件內容產生一個HDL 的頂層文件：
Setp4:並選擇讓vivado自動完成
Setp5:這里我們看到，Vivado給我創建了這樣的頂層文件，其中的gpio_0_tri_io就是我們配置的EMIO
7.7 EMIO的管腳約束修改
我們發現，之前引出的EMIO叫做GPIO_0，到了頂層他的名字gpio_0_tri_io，而不是GPIO_0。所以分配引腳的時候就要注意了名字別錯了，創建一個約束文件，分配引腳如下：
| set_property PACKAGE_PIN F17 [get_ports {gpio_0_tri_io[0]}] set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {gpio_0_tri_io[0]}] set_property PACKAGE_PIN J15 [get_ports {gpio_0_tri_io[1]}] set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {gpio_0_tri_io[1]}] set_property PACKAGE_PIN G14 [get_ports {gpio_0_tri_io[2]}] set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {gpio_0_tri_io[2]}] set_property PACKAGE_PIN D18 [get_ports {gpio_0_tri_io[3]}] set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {gpio_0_tri_io[3]}] |
7.8 產生bit文件
此時可以，開始生成bit文件了：
7.9 導出bit文件
編譯成功之后，依然是導出硬件：
7.10加載到SDK
打開SDK，然后新建一個工程，以及添加一個main.C文件，具體過程參考前面章節。
添加程序如下：
| #include <stdio.h> #include "xgpiops.h" #include "sleep.h" int main() { static XGpioPs psGpioInstancePtr; XGpioPs_Config* GpioConfigPtr; int iPinNumber= 54; //想想為什么是54 u32 uPinDirection = 0x1; //1表示輸出，0表示輸入 int xStatus; //--MIO的初始化 GpioConfigPtr = XGpioPs_LookupConfig(XPAR_PS7_GPIO_0_DEVICE_ID); if(GpioConfigPtr == NULL) return XST_FAILURE; xStatus = XGpioPs_CfgInitialize(&psGpioInstancePtr,GpioConfigPtr, GpioConfigPtr->BaseAddr); if(XST_SUCCESS != xStatus) print(" PS GPIO INIT FAILED \n\r"); //--MIO的輸入輸出操作 XGpioPs_SetDirectionPin(&psGpioInstancePtr, iPinNumber,uPinDirection);//配置IO輸出方向 XGpioPs_SetOutputEnablePin(&psGpioInstancePtr, iPinNumber,1);//配置IO的輸出 while(1) { XGpioPs_WritePin(&psGpioInstancePtr, iPinNumber, 1);//輸出1 sleep(1);//延時 XGpioPs_WritePin(&psGpioInstancePtr, iPinNumber, 0);//輸出0 sleep(1);//延時 } return 0; } |
我們發現，驅動EMIO和MIO基本是一模一樣的，唯一不同的地方就是iPinNumber此時的數字是54，上一節中是7。
再次看到這張圖：
應為MIO和EMIO是同一編號的MIO共54個，從0～53。而從54開始就開始是EMIO了的范圍了。之前我們應出了8個引腳gpio_0_tri_io[0]~gpio_0_tri_io[7],他們其實就依次對應54～61這幾個序號，同時也對應了我們開發板上的8個LED（這是引腳約束的結果）。
你可以把iPinNumber的值從54換成55試試，看看實驗結果有什么不同。
Ctrl + B編譯通過后（軟件默認設置是自動編譯，即修改了源代碼保存后就自動編譯）
7.11 SDK環境下載bit文件
連接下載器，通過SDK先下載bit文件到開發板：
7.12 SDK下啟動調試
然后，直接調試，就能看到你的EMIO控制的LED開始閃爍了。
7.13 實驗效果
可以看到LD0一閃一閃
7.14 本章小結
通過本章的學習，我們掌握了在MIO不夠使用的情況下，通過PL部分擴展EMIO增加IO的使用量。並且通過一個簡單的例子演示了如果添加EMIO IP 並且啟動SDK 通過JTAG下載調試的方法。