ZYNQ嵌入式之IP核（基于PYNQ-Z2开发板）

本节主要介绍了Vivado中自定义IP核的创建，以及IP核如何与PS建立联系，并以一个呼吸灯实验为例作为演示

自定义IP核的创建与编辑

1.IP核的创建

• 创建管理IP核的工程

  

• 创建并封装一个新的ip

  

• 创建AXI4外设：当verilog代码需要跟PS做一些数据交互的时候选这个

  

  

  

2.IP核的编辑

• 在IP的封装包内对其进行编辑

  

• 创建breath_LED的verilog设计文件并将其保存在对应目录下

  

• 编写呼吸灯模块代码并在ip核中例化

  • 模块添加：

    

  • 添加参数和自定义的输入或输出端口

    

  • 端口连线

    

  • 在IP的顶层文件中添加参数和端口的例化

    

  • 同样也需要在顶层文件中添加自定义的输入或输出端口和相关参数

    

3.IP核的封装

• Identification：

  

• Compatibility：

  

• File Groups：可以预览 IP 核包含的相关源码文件，在源码工程中包含的所有Verilog源码或者仿真测试脚本，也都会出现在这里，被集成到IP核中

  

• Customization Parameters：配置相关参数

  

4.IP核的添加

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自定义IP核的应用-呼吸灯

• 实验任务：通过自定义一个LED ip核，来控制PL LED呈呼吸灯效果，并且PS可以通过AXI接口来控制呼吸灯的开关和呼吸的频率

  

1.Vivado中的block design

• 直接加载zynq芯片与breath_led的IP核，点击自动配置与自动连线，最终block design的设计图如下：

  

• led的管脚分配

  

2.Vitis中代码编写

• LED灯先快闪5s之后，休息1s，开始慢闪

#include<iostream>
#include<xparameters.h>
#include<breath_led_ip.h>
#include<xil_io.h>
#include<sleep.h>
using namespace std;

#define LED_IP_BASEADDR	XPAR_BREATH_LED_IP_0_S01_AXI_BASEADDR //呼吸灯IP核的基地址
#define SLV_REG0_OFFSET	BREATH_LED_IP_S01_AXI_SLV_REG0_OFFSET //寄存器地址0的偏移量
#define SLV_REG1_OFFSET BREATH_LED_IP_S01_AXI_SLV_REG1_OFFSET //寄存器地址1的偏移量

int main(void)
{
	int freq_flag = 0;
	while(1)
	{
		if(freq_flag == 0)
		{
			BREATH_LED_IP_mWriteReg(LED_IP_BASEADDR, SLV_REG1_OFFSET, 0x800000ef);
			freq_flag = 1;
		}
		else
		{
			BREATH_LED_IP_mWriteReg(LED_IP_BASEADDR, SLV_REG1_OFFSET, 0x8000001f);
			freq_flag = 0;
		}
		BREATH_LED_IP_mWriteReg(LED_IP_BASEADDR, SLV_REG0_OFFSET, 0x00000001); //打开呼吸灯开关
		sleep(5);
		BREATH_LED_IP_mWriteReg(LED_IP_BASEADDR, SLV_REG0_OFFSET, 0x00000000); //关闭呼吸灯开关
		sleep(1);
	}
	return 0;
}

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由于自定义IP导入Vitis，会出现一个bug

• 解决办法参考：

  • 第一步：解决Vitis导入自制IP导致无法构建Platform – TaterLi 个人博客
  • 第二步：makefile:39: package] Error 1-CSDN博客

• 我的makefile文件如下：

  COMPILER=
  ARCHIVER=
  CP=cp
  COMPILER_FLAGS=
  EXTRA_COMPILER_FLAGS=
  LIB=libxil.a
  
  RELEASEDIR=../../../lib
  INCLUDEDIR=../../../include
  INCLUDES=-I./. -I${INCLUDEDIR}
  
  INCLUDEFILES=$(wildcard *.h)
  LIBSOURCES=$(wildcard *.c *.cpp)
  OUTS = $(addsuffix .o, $(basename $(wildcard *.c)))
  
  OBJECTS = $(addsuffix .o, $(basename $(wildcard *.c *.cpp)))
  ASSEMBLY_OBJECTS = $(addsuffix .o, $(basename $(wildcard *.S)))
  
  libs:
  	echo "Compiling breath_led_ip..."
  	$(COMPILER) $(COMPILER_FLAGS) $(EXTRA_COMPILER_FLAGS) $(INCLUDES) $(LIBSOURCES)
  	$(ARCHIVER) -r ${RELEASEDIR}/${LIB} ${OUTS}
  	make clean
  
  include:
  	${CP} $(INCLUDEFILES) $(INCLUDEDIR)
  
  clean:
  	rm -rf ${OUTS}