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Tutorial EDK – Embedded Development Kit REVISADO POR MORAES EM 31/maio/2012.

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1 Tutorial EDK – Embedded Development Kit REVISADO POR MORAES EM 31/maio/2012

2 Definição O XPS é um ambiente com ferramentas de software para projetar sistemas embarcados O XPS (Xilinx Plataform Studio) é uma interface gráfica que permite o projeto, debug e verificação de sistemas embarcados. XPS possui repositórios de cores IPs e drivers

3 Definição O XPS permite a criação de arquiteturas de hardware microprocessadas, disponibilizando dois IPs de processadores: Softcore MicroBlaze (Xilinx) Hardcore PowerPC405 (IBM)

4 Definição Permite a criação de periféricos com lógica definida pelo usuário Utiliza o barramento CoreConnect da IBM para conectar e comunicar processadores e periféricos. Duas interfaces são usadas: - PLB (Processor Local Bus) - OPB (On-chip Peripheral Bus) Os periféricos da arquitetura de hardware do sistema são mapeados em memória

5 Tutorial Passos para construção de um sistema embarcado Criar um novo projeto no XPS Escolher uma plataforma alvo Escolher o processador Configurar o processador Configurar interfaces de I/O Especificar periféricos internos Projetar o software Gerar bitstream Fazer o download do bitstream

6 Começando Iremos desenvolver este tutorial na máquina kriti Logar-se na kriti ssh -X kriti.inf.pucrs.br Setar as variáveis de ambiente source /soft64/source_gaph module load ise Ir para o diretório de trabalho mkdir tut_xilinx cd tut_xilinx/

7 I – Criação da arquitetura base, para uma dada placa de prototipação

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

9 Criação do projeto – seleção da placa

10 Criação do projeto – número de processadores

11 Criação do projeto – memória do processador

12 Escolha dos periféricos -Escolha os periféricos, removendo DDR, Ethernet Flash -Escolher a interface serial DCE (as portas seriais são diferentes – atenção!) -Configure a serial para bps -Na sequência NÃO insira memórias cache (next)

13 Resumo do projeto -Verifique as mensagens e Finish

14 Gerado o sistema de base obtemos a seguinte janela

15 II – Inserção de um periférico do usuário com suporte à interrupção

16 Criar Periférico A criação de um periférico é feita em três etapas: (1) criação do template; (2) inclusão do periférico no projeto; (3) conexão do periférico

17 Nomear o periférico: sugiro usar o mesmo nome - interrupt O periférico vai ser adicionado a estrutura do projeto atual

18 Escolha do modo de comunicação – PLB Notar que pode-se usar FSL Seleção de suporte a reset, registradores mapeados em memória, interrupção Configuração da interrupção Next na janela de Slave Interface Desmarcar O periférico gerará uma interrupção, sensível a nível

19 Definição do número de registradores mapeados em memória (MUITO IMPORTANTE): neste exemplo utilizaremos 4 Interface com o barramento PLB - padrão Interface com o ModelSim – deixar em branco Marcar a geração de projeto e de auxílio para drivers

20 Depois: finish Aqui tem muita informação útil

21 Arquitetura do sistema O periferico.vhd é o wrapper entre o barramento OPB e a lógica do usuário. A princípio não precisa alterar. O user_logic é onde o usuário escreve seu hardware.

22 INCLUSÃO DE FUNCIONALIDADES AO TEMPLATE CRIADO PARA O PERIFÉRICO Abrir o arquivo \pcores\interrupt_v1_00_a\hdl\vhdl\user_logic.vhd Observar que foi incluída na entity o pino de interrupção (linha 118): IP2Bus_IntrEvent : out std_logic_vector(0 to C_NUM_INTR-1) Observar o código entre as linhas 249 – 266 que gera a interrupção. Só mudar o tamanho do COUNT_SIZE para 27 (interrupção mais rápida): Processo de geração de interrupção

23 Importar o periférico ao projeto Segunda etapa : inclusão do periférico no projeto

24 Importar o periférico cujo template foi modificado na etapa anterior

25 Selecionar o periférico previamente criado Identificar o periférico e a respectiva versão do driver (é interrupt – eu (Moraes) que esqueci do t) Responder yes

26 Dizer que o periférico está descrito em VHDL Indicar a ordem de compilação: Se o periférico tem mais códigos VHDL insere-se os novos fontes na próxima janela Recomenda-se olhar o conteúdo.

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

28 Indicar que este periférico irá se comunicar pelo barramento PLB, em modo escravo NEXT NA JANELA SEGUINTE

29 Definir sensitividade e prioridade da interrupção Pino de interrupção: notar que foi detectado - indicar o que o mesmo é sensível ao nível lógico Next Next Finish

30 Adicione o periférico ao sistema e o conecte ao barramento PLB Inserir o periférico (duplo clique ou arraste) Terceira etapa: conexão do periférico Conecte-o ao barramento

31 1. Defina a rede de interrupção selecionando new_conection – o nome é criado automaticamente 2. Defina o sinal que informará a Microblaze da interrupção LIGANDO OS FIOS DE INTERRUPÇÃO ENTRE SI

32 Gerar endereço para o novo periférico

33 III – Geração do bitstream e software do usuário

34 Hardware generate netlist longo... Ao final: Total run time: seconds Running synthesis... bash -c "cd synthesis;./synthesis.sh" xst -ifn system_xst.scr -intstyle silent Running XST synthesis... PMSPEC -- Overriding Xilinx file with local file XST completed Done!

35 Modifique o interrupt_handler – /drivers/interrupt_v1_00_a/src/interrupt.c –Acrescente no final da função INTERRUPT_Intr_DefaultHandler (linha 54): INTERRUPT_mWriteSlaveReg0(baseaddr, 0, 1); –O significado é: ao ocorrer a interrupção pelo hardware do usuário, a função interrupt_handler escreve o valor 1 no registrador 0 do periférico (ele será utilizado como semáforo)

36 Usando o ambiente de software Use esta opção

37 Abrir e editar o código fonte da aplicação Marcar a aplicação TestApp_Memory como Inativa Marcar a aplicação TestApp_Peripheral para inicializar BRAM (ou seja, vai ser carregada no bitstream) Abrir o código C

38 Escrevendo o software com suporte a interrupção #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 ); } Protótipo em: \microblaze_0\include\interrupt.h Endereço em: \microblaze_0\include\xparameters.h Lembrar: já temos o interrupt_handler alterado Inclua entre os includes e o main o seguinte código –Impressão dos 4 registradores internos do periférico de interrupção

39 Ao final do código 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<20; i++) { INTERRUPT_EnableInterrupt((void*) XPAR_INTERRUPT_0_BASEADDR); j=i%10; // escreve nos 3 registradores iniciais do periférico (o primeiro reg é um semaforo) INTERRUPT_mWriteSlaveReg1(XPAR_INTERRUPT_0_BASEADDR, 0, vet[j]+10); INTERRUPT_mWriteSlaveReg2(XPAR_INTERRUPT_0_BASEADDR, 0, vet[j]+20); INTERRUPT_mWriteSlaveReg3(XPAR_INTERRUPT_0_BASEADDR, 0, vet[j]+30); // aguarda que a interrupo ocorra para imprimir os valores dos registradores while( ! (INTERRUPT_mReadSlaveReg0(XPAR_INTERRUPT_0_BASEADDR, 0))); // limpa o semaforo INTERRUPT_mWriteSlaveReg0(XPAR_INTERRUPT_0_BASEADDR, 0, 0); print_registers(); } Inicializa o controlador de interrupção, escreve no periférico, aguarda a interrupção e imprime os valores escritos

40 Compilação e geração do bitstream Hardware Generate Bitstream Só a primeira vez, demora Software Build All User Application Device Configuration Update Bitstream –A cada alteração do software – update bitstream

41 IV – Utilização do Sistema ir para um PC não resolvida a questão do downloand e serial no LINUX

42 Conexão com a porta serial Abrir o aplicativo HyperTerminal (do windows) e configurar a conexão como abaixo: (em accessories communication) Para determinar a velocidade da serial olhar em /microblaze_0/include/xparameters.h os parâmetros da UART: /* Definitions for peripheral RS232_DCE */ #define XPAR_RS232_DCE_BASEADDR 0x #define XPAR_RS232_DCE_HIGHADDR 0x8400FFFF #define XPAR_RS232_DCE_DEVICE_ID 0 #define XPAR_RS232_DCE_BAUDRATE #define XPAR_RS232_DCE_USE_PARITY 0 #define XPAR_RS232_DCE_ODD_PARITY 0 #define XPAR_RS232_DCE_DATA_BITS 8

43 Download do bitstream Device Configuration Download Ou pode-se utilizar o impact, arquivo download.bit (dentro do diretório implementation)

44 Visualização dos resultados Termina aqui – a outra seção não foi atualizada

45 VI – Debug passo a passo

46 Debug usando GDB e execução passo a passo Seguir as instruções do documento (funciona da mesma forma para a versão 10) das páginas 26 a 20, sessão Debugging the Design

47 Escolha das aplicações de teste -São geradas duas aplicações exemplos – teste de memória e teste de periféricos


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