Tutorial EDK – Embedded Development Kit

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

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

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 Interface com o barramento PLB - padrão
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 Aqui tem muita informação útil
Depois: finish

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 Processo de geração de interrupção
INCLUSÃO DE FUNCIONALIDADES AO TEMPLATE CRIADO PARA O PERIFÉRICO Abrir o arquivo <diretório>\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 Importar o periférico ao 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) Selecionar o periférico previamente criado 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 Definir sensitividade e prioridade da interrupção Next  Next  Finish

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

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

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 </soft64/Xilinx/13.2/ISE_DS/EDK/spartan3/data/spartan3.acd> with local file </soft64/Xilinx/13.2/ISE_DS/ISE/spartan3/data/spartan3.acd> XST completed Done!

35 Modifique o interrupt_handler
<diretório>/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
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 #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: <file>\microblaze_0\include\interrupt.h Endereço em: <file>\microblaze_0\include\xparameters.h

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++) { 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 <diretório>/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 57600 #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