在Vitis中通過PSU DDR執(zhí)行MicroBlaze應用

MicroBlaze CPU 是可修改的拖入式預設 32 位/64 位 RISC 微處理器配置系列。

MicroBlaze 處理器能滿足眾多多樣化的應用程序的不同需求，惠及工業(yè)、醫(yī)療、汽車、消費品和通信市場。MicroBlaze 使用哈佛 (Harvard) 架構(gòu)，此架構(gòu)的 PL 內(nèi)通常包含雙 LMB BRAM。

但在本篇博文中，我們將探討如何在 Zynq UltraScale ZCU104 開發(fā)板上通過 PSU DDR 執(zhí)行 MicroBlaze 應用。

退出復位時，MicroBlaze 將從 MicroBlaze 配置中的 C_BASE_VECTORS 參數(shù)內(nèi)指定的存儲器地址提取其指令。在本例中，此 C_BASE_VECTORS 將設置為 PSU DDR 內(nèi)的某個區(qū)域。

但根據(jù)采用的啟動流程，這樣可能導致潛在問題，即 PSU DDR 可能無法先于 PL 完成配置。這可能導致 MicroBlaze 掛起。為避免此現(xiàn)象，我們可以使用 MicroBlaze 上的“Reset Mode”（復位模式）信號。

在上表中，可以看到各種 reset_mode 配置。最適合我們的用例的配置為“01”，其中 MicroBlaze 將保持處于復位狀態(tài)，直至我們準備就緒為止。我們將在 PSU 上通過 EMIO 來使用 GPIO 對 MicroBlaze 進行解復位。

創(chuàng)建硬件：

Vivado IP integrator 塊設計如下所示：

用戶可以根據(jù)自己認為合適的方式來自定義設計。

關(guān)鍵組件配置如下所述。

MicroBlaze 配置：

在 Vivado IP integrator 中使用“Block Automation”（塊自動化設置）工具來對 MicroBlaze 進行初始配置，如下所示。此處移除了本地存儲器，改為使用 64K 高速緩存：

要啟用 reset_mode 和 wakeup 管腳，用戶需在 MicroBlaze 配置中選中“Enable Discrete Ports”以啟用離散端口：

在 Zynq UltraScale PS 配置中，啟用兩個從端口；一個用于存儲器，另一個用于外設：

通過 EMIO 啟用 GPIO，這樣就可以控制 MicroBlaze 的 wakeup 管腳：

我們還可訪問已從 MicroBlaze 啟用的所有 Zynq UltraScale IP。為此，請啟用“Address Fragmentation”（地址分段）：

在上文中我們討論了復位模式。接下來，MicroBlaze 將保持復位狀態(tài)，直至我們準備就緒為止。

要使 MicroBlaze 保持復位，可以使用 IP 目錄中的“Constant IP”：

最后，連接 GPIO 和 Constant IP：

MicroBlaze 地址映射如下所示：

用戶可以右鍵單擊地址段，在地址映射中添加或排除地址段。

此操作適用于硬件配置。我們可以使用“Generate the Output Products”（生成輸出文件）、“Create the HDL wrapper”（創(chuàng)建 HDL 封裝文件）和“Generate the Bitstream”（生成比特流），然后導出硬件。

這將生成 XSA 以供在 Vitis 中用于生成我們的軟件。

創(chuàng)建軟件：

Vitis IDE 可用于生成 MicroBlaze 應用。Vitis 還將自動創(chuàng)建啟動鏡像，包括 FSBL 和 PMUFW。

但由于我們想要從 FSBL 控制 GPIO EMIO，因此我們選擇不使用工具來生成啟動鏡像。

生成 MicroBlaze Hello World 應用：

我們可以添加新工程應用，如下所示。例如，對于 Zynq FSBL：

注釋：FSBL 不支持 64 位到 32 位交接。因此，由于 MicroBlaze 為 32 位，我們也應將 FSBL 設置為 32 位。

針對 PMUFW 重復上述操作：

可看到所有應用工程如下所示：

由于我們已將 PS UART 添加到 MicroBlaze 地址映射中，因此可在 BSP 中將其用于 STDIN/OUT。

此處可以看到 MicroBlaze Hello World 連接器：

其布局位置為 DDR 基址 (0x00000000) 處。用戶創(chuàng)建啟動鏡像時，需牢記此地址，以免應用程序發(fā)生重疊。

通過 SD 卡進行編程：

首先，更新 FSBL。

我們可以使用 Xil_Out32 API 來切換 GPIO。

將 xil_io 頭文件添加到 xfsbl_handoff.c 文件：

將此添加到 XFsbl_HandoffExit 函數(shù)

同時啟用 FSBL 調(diào)試信息：

創(chuàng)建啟動鏡像：

移除 FSBL 和 PMUFW，并使用正確的鏡像類型重新添加。

請確保分區(qū)鏡像順序正確（使用上下控件來調(diào)整其順序）。

注釋：由于此處共享相同 UART，用戶可以在 Hello World 應用中布局延遲。

通過 JTAG 進行編程：

這樣可看到如下輸出：

審核編輯：劉清