【ZYNQ Ultrascale+ MPSOC FPGA教程】第二十四章PS端SD卡讀寫(xiě)

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適用于板卡型號(hào)：

AXU2CGA/AXU2CGB/AXU3EG/AXU4EV-E/AXU4EV-P/AXU5EV-E/AXU5EV-P /AXU9EG/AXU15EG

vivado工程目錄為“ps_hello/vivado”

vitis工程目錄為“ps_sd/vitis”

本章介紹使用FatFs文件系統(tǒng)模塊讀取SD卡的BMP圖片，并通過(guò)DP顯示。

1. FatFs簡(jiǎn)介

FatFs是一個(gè)通用的文件系統(tǒng)模塊，用于在小型嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)FAT文件系統(tǒng)。FatFs的編寫(xiě)遵循 ANSI C，因此不依賴于硬件平臺(tái)。它可以嵌入到便宜的微控制器中，如 8051, PIC, AVR, SH, Z80, H8, ARM等等，不需要做任何修改。

應(yīng)用程序通過(guò)API函數(shù)來(lái)調(diào)用FatFs系統(tǒng)模塊，從而來(lái)控制SD卡這些存儲(chǔ)設(shè)備。

FatFs 系統(tǒng)提供了很多 API 函數(shù)，我們?cè)谙旅媪信e了以下我們例程中會(huì)用的的 API 函數(shù)。

f_mount - 注冊(cè)/注銷(xiāo)一個(gè)工作區(qū)域（Work Area）

f_open - 打開(kāi)/創(chuàng)建一個(gè)文件

f_close - 關(guān)閉一個(gè)文件

f_read - 讀文件

f_write - 寫(xiě)文件

關(guān)于 API 函數(shù)的介紹和說(shuō)明，大家可以參考以下的網(wǎng)站進(jìn)行更深一步的了解，這個(gè)網(wǎng)站上

給出來(lái)了每個(gè) API 函數(shù)的使用說(shuō)明和例子。

http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html

2. Vitis程序開(kāi)發(fā)

1）打開(kāi)Vitis軟件，我們已經(jīng)為大家生成了一個(gè)sd_bmp的工程。這里需要配置BSP支持包的屬性，在Board Support Package Settings里選擇xilffs項(xiàng)，使能項(xiàng)目支持xilffs文件系統(tǒng)。

關(guān)于xilffs庫(kù)是Xilinx提供的FAT文件系統(tǒng)支持包，用戶可以調(diào)用庫(kù)里的API函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)

SD/eMMC等設(shè)備的操作。xilffs庫(kù)里主要包含F(xiàn)AT的文件系統(tǒng)(File System Files)和驅(qū)動(dòng)層文件(Glue Layer Files)。

2） 關(guān)于xilffs庫(kù)的介紹和應(yīng)用，大家可以參考以下Xilinx官網(wǎng)鏈接：

http://www.wiki.xilinx.com/xilffs

3） 接下來(lái)我們來(lái)看sd_bmp的工程代碼。在工程代碼里，我們需要把 SD 卡里存儲(chǔ)的 bmp格式的圖像數(shù)據(jù)讀出來(lái)，去掉圖像頭后放到DP的顯示緩沖區(qū)中，然后實(shí)現(xiàn)圖像在DP顯示器的顯示。

4）在bmp.c 文件里，我們添加了一個(gè) bmp_read 的函數(shù)，在這個(gè)函數(shù)里首先用f_open函數(shù)打開(kāi)一個(gè) SD 卡里的bmp的圖片文件。然后讀取這個(gè)文件的前面 54 個(gè)字節(jié)，因?yàn)锽MP圖像文件的前面54個(gè)字節(jié)為圖像頭文件，里面包含了圖像的像素大小信息。再一行一行的讀取圖像數(shù)據(jù)存到DP的 frame 顯示緩沖區(qū)中。

由于BMP的存儲(chǔ)是上下顛倒的，因此在bmp_read函數(shù)中調(diào)整了順序，存入frame緩存區(qū)。

5）同時(shí)我們也準(zhǔn)備了BMP文件頭結(jié)構(gòu)體，以及一些常用分辨率的圖像頭設(shè)置，放在bmp.h文件中。

6） 結(jié)合之前小貓圖片的顯示，將小貓圖片保存成bmp格式，保存到SD卡里，在bmp_write函數(shù)中，結(jié)合bmp頭和bmp數(shù)據(jù)，保存到SD卡。

7） 在main函數(shù)里，調(diào)用bmp_read函數(shù)實(shí)現(xiàn)一副圖像從SD卡讀取到DP顯示緩沖的存儲(chǔ)，這里的 BMP 圖像的文件名1.bmp需要和存儲(chǔ)在SD卡里的文件名一樣。用bmp_write，將小貓圖片寫(xiě)入SD卡。

3.板上驗(yàn)證

1) 首先需要先存一副1920*1080像素，24bit的BMP文件到SD卡里，文件名為1.bmp（文件在工程目錄下），開(kāi)發(fā)板斷電情況下，把SD卡插入卡座里。

2) 開(kāi)發(fā)板連接DP顯示器，然后上電，下載程序運(yùn)行之后我們可以在DP顯示器上顯示SD卡里存儲(chǔ)的1.bmp文件的圖像。

3) 之后可將開(kāi)發(fā)板斷電，將SD卡插到電腦上，可以看到多了CAT.BMP