Zynq-7000 SoC — Xilinx. Z-turn Lite. Bare metal. Часть 4. MicroBlaze.

By Roman ShulenkovFPGA

 

MicroBlaze — soft-процессорное ядро, разработанное компанией Xilinx для использования в FPGA.

MicroBlaze имеет универсальные средства соединения с периферией, обеспечивающее возможность применять его в разнообразных встраиваемых решениях. Для доступа к внутренней памяти FPGA (BRAM), MicroBlaze использует специальную шину LMB (DLMB, ILMB), что снижает нагрузку на другие шины. Подключение soft-процессора возможно средствами специального соединения, подобного FIFO — FSL (Fast Simplex Link). Интерфейс с soft-процессором может помочь ускорить разработку алгоритмов с большим количеством вычислений, передав часть вычислений в созданный разработчиком аппаратный блок (IP).

Для конфигурирования доступны различные параметры MicroBlaze: могут быть отдельно специфицированы размер кэш, длина конвейера (3 или 5-уровневый), встроенная периферия, блок управления памятью, шинные интерфейсы и так далее (всего более 80 параметров). Например, для оптимизации по количеству занимаемых ресурсов FPGA можно использовать MicroBlaze с 3-уровневым конвейером, пожертвовав высоким значением тактовой частоты ради высвобождения дополнительных ресурсов; для оптимизации по скорости — MicroBlaze с 5-уровневым конвейером, что позволяет работать при тактовой частоте до 235 МГц. Кроме того, ключевые команды процессора, которые редко используются, но при этом их дорого воспроизводить на PL части, могут быть выборочно добавлены или удалены (то есть блоки умножения, деления, операций с плавающей точкой и тому подобные). Этот набор настроек дает разработчику возможность чётче определить грань между аппаратной и программной частью в проекте.

Перед тем как преступить к созданию данного проекта, рекомендую прочитать следующие статьи из данного цикла статей, т.к. в данной статье будут упущения о создания пустого проекта, выбора FPGA, добавления Zynq IP, генерации и создания bitstream.

  1. Zynq-7000 SoC — Xilinx. Z-turn Lite. Bare metal. Часть 1.
  2. Zynq-7000 SoC — Xilinx. Z-turn Lite. Bare metal. Часть 2.
  3. Zynq-7000 SoC — Xilinx. Z-turn Lite. Bare metal. Часть 3. Cortex M1.

1. Добавляем IP MicroBlaze.

2. Конфигурируем Zynq, так как на рисунке ниже.

3. Нажимает автоматическое подключение для microblaze, выбираем пред установку –  микроконтроллер, 64KB локальной памяти.

4. Подключаем AXI UartLite устанавливаем скорость 115200, так как это было в предыдущей статье, далее выполняем автоматическое подключение и нажимаем ОК.

5. После автоматического подключения должна сформироваться следующая блок диаграмма.

6. Разъем к которому мы будет подключать UART-USB преобразователь, файл целостности сигнала берем из предыдущей статьи (файл *.xdc).

7. Делаем экспорт проекта и загружаем SDK. Создаем приложение для microblaze_0.

8. Переназначаем stdin/stdout для axi_uart_0.

9. Генерируем BSP для MicroBlaze.

Исходный файл проекта.

/******************************************************************************
*
* Copyright (C) 2009 - 2014 Xilinx, Inc.  All rights reserved.
*
* Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
* of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
* in the Software without restriction, including without limitation the rights
* to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
* copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
* furnished to do so, subject to the following conditions:
*
* The above copyright notice and this permission notice shall be included in
* all copies or substantial portions of the Software.
*
* Use of the Software is limited solely to applications:
* (a) running on a Xilinx device, or
* (b) that interact with a Xilinx device through a bus or interconnect.
*
* THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
* IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
* FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
* XILINX  BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY,
* WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF
* OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
* SOFTWARE.
*
* Except as contained in this notice, the name of the Xilinx shall not be used
* in advertising or otherwise to promote the sale, use or other dealings in
* this Software without prior written authorization from Xilinx.
*
******************************************************************************/

/*
 * helloworld.c: simple test application
 *
 * This application configures UART 16550 to baud rate 9600.
 * PS7 UART (Zynq) is not initialized by this application, since
 * bootrom/bsp configures it to baud rate 115200
 *
 * ------------------------------------------------
 * | UART TYPE   BAUD RATE                        |
 * ------------------------------------------------
 *   uartns550   9600
 *   uartlite    Configurable only in HW design
 *   ps7_uart    115200 (configured by bootrom/bsp)
 */

#include <stdio.h>
#include "platform.h"
#include "xil_printf.h"


int main()
{
    init_platform();

    print("Hello World\n\r");

    cleanup_platform();
    return 0;
}

10. Успех, заветные слова в консоли.