Vivado软核microblaze用gpio控制led（详细）

Vivado软核microblaze用gpio控制led

软件版本：vivado2017.2
芯片型号：xc7a35tcsg325-2

AXI通用输入/输出（GPIO）核心提供了一般性AXI的目的输入/输出接口。
优点：操作简便
缺点：速度慢

然后介绍下AXI GPIO(2.0)这个IP。在下面我们也用到了这个IP。
特点：1.支持AXI_lite 接口规格。
      2.支持单/双通道。通道的宽度可配置。
      3.支持可配置，可编程的端口类型：输入/输出。
      4.支持中断

内部寄存器说明：
地址    寄存器名称    访问类型    描述
0x0000       GPIO_DATA    R/W    通道1 AXI GPIO数据寄存器。
0x0004    GPIO_TRI    R/W    通道1 AXI GPIO三态控制寄存器。
0x0008    GPIO2_DATA    R/W    通道2 AXI GPIO数据寄存器。
0x000C    GPIO2_TRI    R/W    通道2 AXI GPIO三态控制。
0x011C    GIER    R/W    全局中断使能寄存器。
0x0128    IP IER    R/W    IP中断使能寄存器（IP IER）。
0x0120    IP ISR    R/TOW    IP中断状态寄存器。
我们在IP配置的时候可以选择是选用单通道，还是双通道（下面我们用的是单通道）。

数据寄存器：我们需要发送或者接收的数据。
三态控制寄存器：只有我们在IP配置的时候把端口选择为三态的时候，往寄存器写1时，相应的I/O端口配置为输入端口；往寄存器写0时相应的I/O端口配置为输出端口。

其他详细内容可看官方文档：https://www.xilinx.com/support/documentation/ip_documentation/axi_gpio/v2_0/pg144-axi-gpio.pdf

然后接下来就来说说详细的操作过程：
1.    在vivado下新建一个工程，然后打开block design。然后我们就可以像画原理图一样把设计给画出来了。而且一句代码都不用写！
Block design的方便之处就是不像以前那样写那么多繁琐的代码。大部分主流的IP都可以找到，而且，你还可以将自己写的代码封装成一个IP，放在block design里面用，可以说是非常方便。具体如何封装可自行百度，这里不再累赘。
2.    添加microblaze。
 
双击它就可以进行配置了。
 
红线部分是使能microblaze的debug工具。这个选项一定要勾上，这样我们才可以在SDK里面进行调试。
3.    保存。点击上面蓝色字体：Run Block Automation。这样软件就可以自动帮你添加缺少的IP并连线。
 
如果我们需要在SDK里面打印，可以把Debug Module改成Debug & UART。 OK。

 
然后，我们发现突然多了这么多东西，这些都是microblaze需要搭配的IP，然后我们再点击蓝色字体Run Connection Automation。
 
这时候发现有两个复位，我们可以手动的把两个合成一个，方便引脚约束。
 
改完之后，只剩下一个时钟和复位了。
这里提醒一下，diff_clock_rtl连的是差分时钟，如果板子用的是单端时钟，可以在clk_wiz_1里面修改，如下图：

4.    然后我们再添加GPIO来连接led。方法还是一样，在ip里面搜索“GPIO”。
因为我的板子上有三个led，所以我就在IP里面把输出端口位宽改为3即可。
 
再点击蓝色字体，自动连线。
 

最后的结果就是这样了。
如果需要uart打印功能，也可以将uart的ip核添加进来。我的板子上面没有串口，就不演示了。
5.    保存。
6.    点击tool -> validate design.
7.    没有错误后，点击Generate Block Design。
8.    这样block design的内容就完成了。这时候我们需要用verilog将bd文件包裹起来。
右击bd，点击create HDL wrapper。就会自动生成一个顶层文件。
9.    在生成bit文件之前，我们还需要绑定引脚。
 
打开Schematic。
 
红色为我修改的部分。点击保存就可以自动生成xdc文件了。
10.    生成bit文件。等待。。。。。。
11.    生成bit文件后，点击File -> export -> Export Hardware,选中bit文件，OK。
 
12.    点击File -> Launch SDK.打开SDK软件。
13.    在SDK里面点击 File -> New -> New Application Project.生成一个项目。

SDK会自动把Halloworld代码加载进来。

14.    我们直接在代码里面修改就好。

microblaze给GPIO分配的基地址为0x40000000，GPIO的数据寄存器的地址为0x0000，所以往0x40000000+0x0000这个地址里面写数据就是望GPIO的数据寄存器里面写数据了。其他寄存器一个道理。

15.    将bit先下载到板子上。
16.    Program FPGA。

 
17.    点击 Run-> Run Configuration,双击GDB生成elf文件（如果有就不需要）

 
如果我们需要串口打印数据，可以把下面的勾打上，在C代码使用print函数，但是还要加上xil_printf.h这个库。这里我们不需要打印就不勾了。

 
18.    点击run就可以了。分别往GPIO口写入0或者1，看灯是否亮或者灭。

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