Zynq上使用Vitis的雙ARM Hello World

選擇為第二個(gè) ARM 內(nèi)核創(chuàng)建的第二個(gè)域。如果您不小心選擇了 ARM 內(nèi)核 0 的域，“下一步”按鈕將灰顯，并彈出一條警告消息，指出該域已存在應(yīng)用程序。

選擇 ARM 內(nèi)核 1 域。

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現(xiàn)在，我將 Hello World 應(yīng)用程序模板用于第二個(gè) ARM 內(nèi)核 (ARM1)。

選擇申請(qǐng)模板

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在 Zynq 芯片中運(yùn)行兩個(gè)雙核時(shí)很容易錯(cuò)過的關(guān)鍵步驟之一是鏈接描述文件中的 DDR 內(nèi)存地址不會(huì)被修改以將每個(gè)應(yīng)用程序保留在它們自己的內(nèi)存部分中。

默認(rèn)情況下，在創(chuàng)建應(yīng)用程序時(shí)，鏈接器腳本會(huì)為應(yīng)用程序分配相同的基地址，并且其大小由硬件平臺(tái)表示，板卡上有多少 DDR 可用。如果保持不變，ARM0 和 ARM1 的應(yīng)用程序都將嘗試從 DDR 中的空間地址空間進(jìn)行操作。這當(dāng)然不好。

要修改尋址的 DDR，將一個(gè)部分分配給 ARM0，另一個(gè)分配給 ARM1，請(qǐng)打開每個(gè)應(yīng)用程序的鏈接描述文件（位于 Explorer > application > src > lscript.ld）并更改頂部 ps7_ddr_0 的值。

修改了 ARM0 的 DDR 地址空間，這也必須對(duì) ARM1 的鏈接描述文件進(jìn)行。

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為簡(jiǎn)單起見，我決定將 Zynqberry DDR 的下半部分分配給 ARM0，將上半部分分配給 ARM1（不過請(qǐng)注意，因?yàn)檫@些是裸機(jī)應(yīng)用程序，除了向 UART 打印一條線外幾乎什么都不做，它們絕對(duì)不需要這么多 DDR 附近的任何地方來操作）。

為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，我將 ARM0 的基地址保留為其默認(rèn)值 (0x100000)，但將大小減半為 0xFF800000。我將 ARM1 的基地址設(shè)置為 ARM0 的基地址加上 0xFF800000（0x10080000），它的大小也設(shè)置為 0xFF800000。

盡管兩個(gè) ARM 內(nèi)核具有相同的處理能力，但仍有一些操作符，例如啟動(dòng)過程，需要其中一個(gè)內(nèi)核作為主內(nèi)核，另一個(gè)內(nèi)核作為從內(nèi)核。在 Zynq 中，ARM0 是主機(jī)，因此只有它可以訪問某些操作和外圍設(shè)備。ARM0 還將負(fù)責(zé)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間點(diǎn)啟動(dòng)從屬 ARM1。

為了讓 ARM1 上的應(yīng)用程序知道它在從屬處理器上運(yùn)行并提供適當(dāng)?shù)膾煦^，必須在其 BSP 中設(shè)置非對(duì)稱多處理 (AMP) 編譯器標(biāo)志。

為此，再次打開 platform.xpr 窗口，選擇 Modify BSP settings... 并導(dǎo)航到 ps7_cortexa9_1 > extra_compiler_flags，然后將以下內(nèi)容添加到已經(jīng)存在的參數(shù)的末尾：

-DUSE_AMP=1

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現(xiàn)在所有硬件和 BSP 設(shè)置都已配置，可以編寫實(shí)際的應(yīng)用程序代碼。正如我之前提到的，ARM0 負(fù)責(zé)啟動(dòng) ARM1。ARM0 必須遵循兩個(gè)主要步驟才能成功啟動(dòng) ARM1（如 UG585 中的第 6.1.10 節(jié)所述）：

• 將 ARM 內(nèi)核 1 的 Zynq 的 DDR（PS7 DDR）中的內(nèi)存空間基地址寫入 0xFFFFFFF0（本項(xiàng)目中為 0x10080000）。
• 執(zhí)行 SEV 指令（向多處理器系統(tǒng)中的所有內(nèi)核發(fā)出警報(bào)）以喚醒 ARM 內(nèi)核 1 并使其跳轉(zhuǎn)到其應(yīng)用程序中。

同時(shí)運(yùn)行多個(gè)處理器時(shí)禁用 OCM 中的緩存也很重要，因?yàn)樗皇翘幚砥髦g的可共享資源。

為安全起見，在將 ARM1 的基地址寫入 0xFFFFFFF0 后立即執(zhí)行 ARM 數(shù)據(jù)內(nèi)存屏障指令是一種很好的做法，因?yàn)樵趯懭胫噶钔瓿刹⑶覂?nèi)存空間顯示為已更新之前，它不允許處理器繼續(xù)運(yùn)行。

最后，可以執(zhí)行 SEV 指令，該指令就像系統(tǒng)中的信標(biāo)警報(bào)一樣，告訴所有在場(chǎng)的處理器喚醒并跳轉(zhuǎn)到它們的應(yīng)用程序。

另一個(gè)快速功能：我希望 UART 控制臺(tái)以交替模式顯示來自 ARM0 和 ARM1 的“Hello World”打印輸出。因此，我沒有嘗試硬核睡眠時(shí)間來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，而是使用了一個(gè)變量，我將其類型轉(zhuǎn)換到 0xFFFF0000 的共享內(nèi)存空間中，作為每個(gè) ARM 可以輪詢的值，以了解另一個(gè)何時(shí)完成其打印語句。

ARM0 代碼：

#include 
#include 
#include "xil_io.h"
#include "xil_mmu.h"
#include "platform.h"
#include "xil_printf.h"
#include "xpseudo_asm.h"
#include "xil_exception.h"

#define sev() __asm__("sev")
#define ARM1_STARTADR 0xFFFFFFF0
#define ARM1_BASEADDR 0x10080000
#define COMM_VAL (*(volatile unsigned long *)(0xFFFF0000))

int main()
{
    init_platform();
    COMM_VAL = 0;

    //Disable cache on OCM    
    // S=b1 TEX=b100 AP=b11, Domain=b1111, C=b0, B=b0
    Xil_SetTlbAttributes(0xFFFF0000,0x14de2); 

    print("ARM0: writing startaddress for ARM1\n\r");
    Xil_Out32(ARM1_STARTADR, ARM1_BASEADDR);
    dmb(); //waits until write has finished

    print("ARM0: sending the SEV to wake up ARM1\n\r");
    sev();

    while(1){
        print("Hello World - ARM0\n\r");
        sleep(1);
        COMM_VAL = 1;
        while(COMM_VAL == 1){
        }
    }

    cleanup_platform();
    return 0;
}

ARM1代碼：

#include 
#include 
#include "xil_io.h"
#include "xil_mmu.h"
#include "platform.h"
#include "xil_cache.h"
#include "xil_printf.h"
#include "xparameters.h"
#include "xpseudo_asm.h"
#include "xil_exception.h"

#define COMM_VAL (*(volatile unsigned long *)(0xFFFF0000))
extern u32 MMUTable;

int main()
{
    init_platform();
    print("CPU1: init_platform\n\r");

    //Disable cache on OCM
    // S=b1 TEX=b100 AP=b11, Domain=b1111, C=b0, B=b0
    Xil_SetTlbAttributes(0xFFFF0000,0x14de2);  

    while(1){
        while(COMM_VAL == 0){
        };

        print("Hello World - ARM1\n\r");
        sleep(1);
        COMM_VAL = 0;
    }

    cleanup_platform();
    return 0;
}

函數(shù) init_platform() 需要保留在兩個(gè)應(yīng)用程序中，它負(fù)責(zé)為每個(gè)應(yīng)用程序初始化 UART 控制臺(tái)。

構(gòu)建包含 ARM0 和 ARM1 應(yīng)用程序的項(xiàng)目系統(tǒng)，然后從 Xilinx 菜單選項(xiàng)中選擇“Create Boot Image”。

默認(rèn)情況下，引導(dǎo)映像寫入器將具有 ARM0 的比特流、FSBL 和 ELF 文件的路徑。要為 ARM1 添加 ELF 文件，請(qǐng)單擊“編輯”并瀏覽到 ARM1 的 ELF 文件的位置。將類型保留為數(shù)據(jù)文件，然后單擊“確定”。

在“創(chuàng)建引導(dǎo)映像”窗口中，單擊“創(chuàng)建映像”。將彈出一個(gè)警告，指出以前的版本即將被覆蓋。還行吧。

啟動(dòng)映像只需要添加 ARM1 的 ELF 文件即可。

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最后，我將 Zynqberry 插入我的計(jì)算機(jī)并選擇 Xilinx 菜單選項(xiàng)下的“Program Flash”選項(xiàng)。Vitis 填寫了 FSBL 的位置，并為我填寫了啟動(dòng)映像。

在成功將啟動(dòng)映像刷入 Zynqberry 后，我打開 Putty 以查看串行輸出。

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正如我的意圖，兩個(gè)內(nèi)核輪詢共享內(nèi)存值以交替它們的串行輸出：

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希望這個(gè)項(xiàng)目能夠幫助您為充分利用您的 Zynq 設(shè)計(jì)提供一個(gè)起點(diǎn)！