TutorialEDK Embedded Development KitREVISADO POR MORAES EM 31/maio/2012

DefinioO XPS um ambiente com ferramentas de software para projetar sistemas embarcados

O XPS (Xilinx Plataform Studio) uma interface grfica que permite o projeto, debug e verificao de sistemas embarcados.

XPS possui repositrios de cores IPs e drivers

DefinioO XPS permite a criao de arquiteturas de hardware microprocessadas, disponibilizando dois IPs de processadores:

Softcore MicroBlaze (Xilinx)

Hardcore PowerPC405 (IBM)

DefinioPermite a criao de perifricos com lgica definida pelo usurio

Utiliza o barramento CoreConnect da IBM para conectar e comunicar processadores e perifricos. Duas interfaces so usadas: - PLB (Processor Local Bus)- OPB (On-chip Peripheral Bus)

Os perifricos da arquitetura de hardware do sistema so mapeados em memria

TutorialPassos para construo de um sistema embarcado

Criar um novo projeto no XPSEscolher uma plataforma alvoEscolher o processadorConfigurar o processadorConfigurar interfaces de I/OEspecificar perifricos internosProjetar o softwareGerar bitstreamFazer o download do bitstream

ComeandoIremos desenvolver este tutorial na mquina kriti

Logar-se na kritissh -X kriti.inf.pucrs.br

Setar as variveis de ambientesource /soft64/source_gaphmodule load ise

Ir para o diretrio de trabalhomkdir tut_xilinxcd tut_xilinx/

I Criao da arquitetura base, para uma dada placa de prototipao

Criao do projeto Executar na linha de comando - Criar um novo projeto xps (pode demorar...)

Criao do projeto seleo da placa

Criao do projeto nmero de processadores

Criao do projeto memria do processador

Escolha dos perifricosEscolha os perifricos, removendo DDR, Ethernet Flash

Escolher a interface serial DCE (as portas seriais so diferentes ateno!)

Configure a serial para 57600 bps

Na sequncia NO insira memrias cache (next)

Resumo do projetoVerifique as mensagens e Finish

Gerado o sistema de base obtemos a seguinte janela

II Insero de um perifrico do usurio com suporte interrupo

Criar Perifrico

Nomear o perifrico: sugiro usar o mesmo nome - interruptO perifrico vai ser adicionado a estrutura do projeto atual

Escolha do modo de comunicao PLB

Notar que pode-se usar FSLSeleo de suporte a reset, registradores mapeados em memria, interrupoConfigurao da interrupoNext na janela de Slave InterfaceDesmarcarO perifrico gerar uma interrupo, sensvel a nvel

Definio do nmero de registradores mapeados em memria (MUITO IMPORTANTE): neste exemplo utilizaremos 4Interface com o barramento PLB - padroInterface com o ModelSim deixar em brancoMarcar a gerao de projeto e de auxlio para drivers

Depois: finishAqui tem muita informao til

Arquitetura do sistemaO periferico.vhd o wrapper entre o barramento OPB e a lgica do usurio. A princpio no precisa alterar.O user_logic onde o usurio escreve seu hardware.

MicroBlaze

perifrico.vhd

User_logic.vhd

OUTROS PERIFRICOS

OPB

IPIF

PERIFRICO DO USURIO

INCLUSO DE FUNCIONALIDADES AO TEMPLATE CRIADO PARA O PERIFRICO

Abrir o arquivo \pcores\interrupt_v1_00_a\hdl\vhdl\user_logic.vhdObservar que foi includa na entity o pino de interrupo (linha 118):IP2Bus_IntrEvent : out std_logic_vector(0 to C_NUM_INTR-1)

Observar o cdigo entre as linhas 249 266 que gera a interrupo. S mudar o tamanho do COUNT_SIZE para 27 (interrupo mais rpida): Processo de gerao de interrupo

Importar o perifrico ao projeto

Importar o perifrico cujo template foi modificado na etapa anterior

Selecionar o perifrico previamente criado Identificar o perifrico e a respectiva verso do driver ( interrupt eu (Moraes) que esqueci do t)Responder yes

Dizer que o perifrico est descrito em VHDLIndicar a ordem de compilao:

Se o perifrico tem mais cdigos VHDL insere-se os novos fontes na prxima janela

Recomenda-se olhar o contedo.

A janela seguinte permite acrescentar novos arquivosOlhar que os ltimos dois arquivos VHDL compilados referem-se aos arquivos VHDL editados nas etapas anteriores

Indicar que este perifrico ir se comunicar pelo barramento PLB, em modo escravoNEXT NA JANELA SEGUINTE

Definir sensitividade e prioridade da interrupoPino de interrupo: notar que foi detectado - indicar o que o mesmo sensvel ao nvel lgicoNext Next Finish

Adicione o perifrico ao sistema e o conecte ao barramento PLBInserir o perifrico (duplo clique ou arraste)Conecte-o ao barramento

1. Defina a rede de interrupo selecionando new_conection o nome criado automaticamente2. Defina o sinal que informar a Microblaze da interrupoLIGANDO OS FIOS DE INTERRUPO ENTRE SI

Gerar endereo para o novo perifrico

III Gerao do bitstreame software do usurio

Hardware generate netlist longo...

Ao final:

Total run time: 438.00 secondsRunning synthesis...bash -c "cd synthesis; ./synthesis.sh"xst -ifn system_xst.scr -intstyle silentRunning XST synthesis ...PMSPEC -- Overriding Xilinx file with local file

XST completedDone!

Modifique o interrupt_handler

/drivers/interrupt_v1_00_a/src/interrupt.c

Acrescente no final da funo INTERRUPT_Intr_DefaultHandler (linha 54): INTERRUPT_mWriteSlaveReg0(baseaddr, 0, 1);

O significado : ao ocorrer a interrupo pelo hardware do usurio, a funo interrupt_handler escreve o valor 1 no registrador 0 do perifrico (ele ser utilizado como semforo)

Usando o ambiente de software

Use esta opo

Abrir e editar o cdigo fonte da aplicaoMarcar a aplicao TestApp_Memory como InativaMarcar a aplicao TestApp_Peripheral para inicializar BRAM (ou seja, vai ser carregada no bitstream)Abrir o cdigo C

Escrevendo o software com suporte a interrupo#include "interrupt.h"

void print_registers(){ Xuint32 r1, r2, r3, r4;

r1 = INTERRUPT_mReadSlaveReg0(XPAR_INTERRUPT_0_BASEADDR, 0); // copiar os defines do .h r2 = INTERRUPT_mReadSlaveReg1(XPAR_INTERRUPT_0_BASEADDR, 0); r3 = INTERRUPT_mReadSlaveReg2(XPAR_INTERRUPT_0_BASEADDR, 0); r4 = INTERRUPT_mReadSlaveReg3(XPAR_INTERRUPT_0_BASEADDR, 0); xil_printf("%d %d %d %d\n\r", r1, r2, r3, r4 );

}Prottipo em: \microblaze_0\include\interrupt.hEndereo em: \microblaze_0\include\xparameters.hLembrar: j temos o interrupt_handler alteradoInclua entre os includes e o main o seguinte cdigoImpresso dos 4 registradores internos do perifrico de interrupo

Ao final do cdigo main inclua: { int i, j, vet[10] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};

print("-- **** 2011/1 ** prototipacao - teste de interrupcao -----\r\n"); microblaze_enable_interrupts(); INTERRUPT_Intr_DefaultHandler( (void*) XPAR_INTERRUPT_0_BASEADDR); INTERRUPT_EnableInterrupt((void*) XPAR_INTERRUPT_0_BASEADDR); for(i=0; i

Compilao e gerao do bitstreamHardware Generate BitstreamS a primeira vez, demora

Software Build All User Application

Device Configuration Update BitstreamA cada alterao do software update bitstream

IV Utilizao do Sistema

ir para um PCno resolvida a questo do downloand e serial no LINUX

Conexo com a porta serialAbrir o aplicativo HyperTerminal (do windows) e configurar a conexo como abaixo: (em accessories communication)Para determinar a velocidade da serial olhar em /microblaze_0/include/xparameters.h os parmetros da UART:

/* Definitions for peripheral RS232_DCE */#define XPAR_RS232_DCE_BASEADDR 0x84000000#define XPAR_RS232_DCE_HIGHADDR 0x8400FFFF#define XPAR_RS232_DCE_DEVICE_ID 0#define XPAR_RS232_DCE_BAUDRATE 57600#define XPAR_RS232_DCE_USE_PARITY 0#define XPAR_RS232_DCE_ODD_PARITY 0#define XPAR_RS232_DCE_DATA_BITS 8

Download do bitstreamDevice Configuration Download

Ou pode-se utilizar o impact, arquivo download.bit (dentro do diretrio implementation)

Visualizao dos resultadosTermina aqui a outra seo no foi atualizada

VI Debug passo a passo

Debug usando GDB e execuo passo a passoSeguir as instrues do documento (funciona da mesma forma para a verso 10) http://www.inf.pucrs.br/~moraes/prototip/lab3/EDK8.1_Spartan3.pdf das pginas 26 a 20, sesso Debugging the Design

Escolha das aplicaes de testeSo geradas duas aplicaes exemplos teste de memria e teste de perifricos