ZYNQ的開發(fā)流程

買了一塊ZYNQ 開發(fā)板Z7-NANO，開始了ZYNQ開發(fā)的苦難之旅。盡管按照廠商提供的開箱檢查指南，將image 拷貝到sd卡上插入板上后板子工作起來了。但是如何開發(fā)應用軟件呢？這一步要比平常的SOC麻煩了許多。

安裝軟件

網(wǎng)絡上有許多的文章介紹應用軟件的開發(fā)，但是大多數(shù)使用的是舊版本的vivado和SDK 軟件。開發(fā)板提供的文檔和軟件也大多是基于舊版軟件的，但是官網(wǎng)上已經使用的軟件是vivado和vitis了，前者開發(fā)硬件，后者開發(fā)軟件。

下載軟件使用 Xilinx Unified Installer 2021.2。通過它下載vivado和vitis。安裝軟件需要足夠的磁盤空間和耐心。vitis 軟件包大約有60個G左右。vitis 中包括了vivado 軟件。只需要下載vitis就可以了，不必單獨地下載vivado。

vivado用來開發(fā)硬件，vitis 開發(fā)軟件，相當于原來的SDK。

由于手頭沒有大硬盤空間的ubuntu Linux 電腦，又不想去做VM。先安裝在windows10 的筆記本上了。網(wǎng)絡上建議安裝在ubuntu 上。

ZYNQ 的開發(fā)流程

ZYNQ 的開發(fā)要比其它的SOC開發(fā)復雜的多。大至的流程包括：

img

ZYNQ的開發(fā)包括

1 硬件邏輯設計

硬件工程師設計邏輯并將軟件開發(fā)所需的信息從Vivado導出到 XSA 存檔文件。

2 構建軟件平臺

平臺（platform）

平臺是硬件組件 (XSA) 和軟件組件（域/BSP、FSBL 等引導組件等）的組合。

領域（domain）

一個平臺上可以建立多個領域。領域是一個板級支持包 (BSP) 或操作系統(tǒng) (OS)，其中包含用于構建應用程序的軟件驅動程序集合。例如LinuxDomain?？梢詣?chuàng)建多個應用程序以在域上運行。領域與平臺中的單個處理器或同構處理器集群。比如在一個核上運行Linux，或者在兩個核的集群上運行Linux。

建立領域的基礎是支持包和操作系統(tǒng)。Zynq 的Linux 稱為PetaLinux。PetaLinux 的裁剪需要使用Petalinux 構建工具。

Petalinux是Xilinx公司推出的嵌入式Linux開發(fā)套件，包括了Linux Kernel、u-boot、device-tree、rootfs等源碼、庫，以及Yocto recipes，可以讓客戶很方便的生成、配置、編譯及自定義。Petalinux支持Zynq UltraScale+ MPSoC、Zynq-7000全可編程SoC，以及MicroBlaze，可與Xilinx硬件設計工具Vivado協(xié)同工作，大大簡化了Linux系統(tǒng)的開發(fā)工作。

在vitis 軟件中，包含Xilinx開發(fā)的多個開發(fā)板的硬件xsa。并且能夠建立相應的LinuxDomain。

3 應用程序開發(fā)

軟件開發(fā)人員基于平臺和領域創(chuàng)建應用程序。

在已有的平臺上開發(fā)應用程序

網(wǎng)絡上有許多ZYNQ 應用程序開發(fā)的文檔和教程，但是它們大多數(shù)使用的2018 年前的vivado 和SDK 的。幾乎沒有使用vitis 開發(fā)。而國內的ZYNQ開發(fā)板目前還沒有提供支持vitis 平臺的軟件包。

網(wǎng)絡上關于ZYNQ 開發(fā)的介紹文章都比較復雜，大多數(shù)從vivado 硬件設計開始，再談petaLinux，再談到vitis 的使用。

其實沒有那么復雜。 最方便地方法就是在vitis 軟件中支持xilinx 開發(fā)板的platefrom 構建應用程序，這些開發(fā)板包括：

zc702 基于Zynq XC7Z020-1CLG484C。

zc706 基于XC7Z045，PCI插卡結構

zcu102 Zynq? UltraScale+? MPSoC ，四核 ARM? Cortex?-A53、雙核 Cortex-R5F 實時處理器以及一款 Mali?-400 MP2 圖像處理單元。

zcu106 基于Zynq UltraScale+MPSoC。

zedBoard 基于Zynq-7000 SoC XC7Z020-CLG484-1。由安富利公司開發(fā)的低成本開發(fā)板。

開發(fā)的過程

vitis –New->Create Application Project

點擊Next。

選擇zc702 平臺，點擊Next。

填入Application Project Nam。例如LinuxApp4

Z7020 系列ZYNQ 是雙核cortex-A9 .

領域可以建立在單核上也可以建立在雙核上，也可以是一個為linux，一個為freeRTOS 上。非常靈活，在這里我們選擇ps7_cortexa9_SMP。雙核linux。

按Next

img

在這一步我以為要填入紅框內的內容，下載了 common image，并且生成了Sysroot

xilinx-zynqmp-common-v2021.2

導入到項目中，結果發(fā)現(xiàn)編譯通不過，缺少-lstdC++，等等問題。后來發(fā)現(xiàn)，z702 平臺包中已經包含了Sysroot 的SDK內容。不需要填入任何東西就可以編譯成功。

按Next

選擇Linux Hello World！

生成了一個簡單的hello world c程序

#include



intmain(){



printf("Helloworld
");



}

選擇 Project-> Build Project .經過很長的一段時間。終于編譯成功了。但是沒法形成SD image。

copy 到我的Z7_Nano 開發(fā)板的SD Card 上。插入到目標板，運行Linux。輸入

$>mkdirsdcard



$>mount/dev/mmcblk0sdcard



$>cdsdcard



$>./main.elf



Helloworld!



$>

為了測試其它庫的調用，編寫了一個UDP Client 程序，同樣編譯成功了

//ClientsideimplementationofUDPclient-servermodel



#include



#include



#include



#include



#include



#include



#include



#include







#definePORT8080



#defineMAXLINE1024







//Drivercode



intmain(){



intsockfd;



charbuffer[MAXLINE];



char*hello="Hellofromclient";



structsockaddr_inservaddr;







//Creatingsocketfiledescriptor



if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0))

	

	為了測試C++ 程序，編寫了

	
#include



usingnamespacestd;



classhello{



public:



voidSayHello();



};



voidhello::SayHello()



{



cout<<"Hello?world"<

	

	也通過了編譯。

	結束語

	ZYNQ 要比普通的SOC 芯片復雜很多，國產開發(fā)板的技術支持相對滯后。給初學者帶來不小的困難。

	


	審核編輯：劉清