Zynq SoC 設(shè)備上的多種用途

ZYNQ從放棄到入門（一）MIO

這篇博文特別關(guān)注 Zynq SoC 的多用途 IO （MIO， Multipurpose IO） 模塊。正是這個(gè)接口塊為 Zynq SoC 的雙核 ARM Cortex-A9 MPCore 處理器提供了許多標(biāo)準(zhǔn)接口。MIO 還包含確定 Zynq SoC 如何啟動(dòng)的配置設(shè)置。MIO 連接到 Zynq SoC 的 PS（處理器系統(tǒng)）端。它連接到 Zynq 設(shè)備上的 54 個(gè)引腳（注意 CLG225 封裝中的 Zynq-7010 SoC 有 32 個(gè) MIO 引腳），用于以下用途：

定義配置方法

四路 SPI 存儲(chǔ)器接口

SRAM/NOR閃存接口

NAND閃存接口

兩個(gè) 10/100/1000 以太網(wǎng) MAC

兩個(gè) USB 2.0 OTG 接口

兩個(gè) SD 卡接口

兩個(gè) UART

兩個(gè)主從 I2C 接口

兩個(gè)全雙工 SPI 接口

兩個(gè) CAN 2.0B 接口

PJTAG 和 TRACE 調(diào)試接口

三重定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 （TTC）

系統(tǒng)看門狗定時(shí)器

當(dāng)然，有時(shí)會(huì)遇到需要用可用引腳數(shù)來權(quán)衡許多接口的情況。畢竟，工程學(xué)總是一門妥協(xié)的藝術(shù)。使用 Vivado 設(shè)計(jì)流程，可以通過雙擊框圖中的處理器來分配 MIO 中的功能，這會(huì)打開重新定制 IP 窗口。定義 MIO 有兩個(gè)選項(xiàng)。第一個(gè)選項(xiàng)——Peripheral I/O Pins——非常圖形化，讓您可以看到分配一個(gè)接口標(biāo)準(zhǔn)如何影響其他標(biāo)準(zhǔn)，如下圖所示：還可以使用此窗口為每個(gè)接口定義組電壓設(shè)置兩個(gè) I/O bank（綠色 = 激活）。

第二個(gè)選項(xiàng)是 Zynq 處理系統(tǒng)屏幕中的“MIO 配置”選項(xiàng)卡，如下所示，它會(huì)顯示分配給 MIO 的接口列表。我們還可以在此視圖中分配 EMIO 引腳，稍后我們將解決這個(gè)問題。MIO 分為兩個(gè)電壓組：

MIO0 引腳 0 到 15

MIO1 引腳 16 至 53

Bank 0 包括配置輸入引腳，在上電后對(duì)其進(jìn)行采樣。這些模式引腳共享器件 PS 側(cè)的多用途 I/O 引腳?？偣灿衅邆€(gè)模式引腳映射到 MIO［8:2］。前四個(gè)模式引腳定義啟動(dòng)模式；第五個(gè)判斷是否使用PLL；第六和第七個(gè)模式引腳定義了上電期間 MIO bank 0 和 bank 1 上的 bank 電壓。在引導(dǎo)加載程序完成后，可以將 MIO bank 0 和 1 上定義的電壓標(biāo)準(zhǔn)從 LVCMOS 更改為 HTSL。

如上所述，有時(shí)沒有足夠的 MIO 引腳來顯示希望擁有的所有接口。在這種情況下，可以將 MIO 擴(kuò)展到 Zynq SoC 的可編程邏輯 （PL） 端。這稱為擴(kuò)展多用途 IO 或 EMIO（Extended Multipurpose IO ）。EMIO 可以提供多達(dá) 64 個(gè)額外的 GPIO 引腳?；蛘?，可以將大多數(shù) MIO 接口分配給 EMIO，但 USB、SRAM/NOR 存儲(chǔ)器接口和 NAND 閃存接口除外。Zynq SoC 技術(shù)參考手冊(cè)提供了有關(guān) MIO 和 EMIO 功能差異的非常詳細(xì)的信息。為 EMIO 分配功能非常簡(jiǎn)單，只需單擊 Peripheral I/O Pins 選項(xiàng)卡末尾的 EMIO 按鈕即可完成，如下所示：

可以啟用 GPIO 設(shè)置并從 MIO 配置選項(xiàng)選項(xiàng)卡中選擇其大小。如果選擇了最大 64 位大小，則 GPIO 將分為兩組，每組 32 位。當(dāng)關(guān)閉 re-customize IP 選項(xiàng)時(shí)，將看到您選擇的附加端口已添加到框圖中的 PS：上面的示例顯示了當(dāng) GPIO_0、SPI_0 TRACE_0 和 TTC_0 分配給 EMIO 時(shí)的 PS。然后可以將這些功能分配為外部 IO，并將出現(xiàn)在重新生成的 HDL 網(wǎng)表中。注意：因?yàn)?EMIO 位于 Zynq SoC 的 PL 側(cè)，所以不要忘記啟用 PS 和 PL 之間的電平轉(zhuǎn)換器以確保正確操作。

原文標(biāo)題：ZYNQ從放棄到入門（一）MIO

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