PYNQ-Z2调试笔记：化繁为简，从一个简单的例子深刻理解PYNQ（PS端GPIO直接控制外设leds、switches和buttons）

本篇主要介绍，以比较底层的方法操作外设leds、switches和buttons的方法，以及这段时间对PYNQ学习的一些个人见解。

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目录

 

前言

正文

一、Vivado部分

二、板上验证部分

结尾

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前言

前面的一个帖子https://blog.csdn.net/CSD_N_csdn/article/details/105666949讲解了如何操作外设leds、switches和buttons等的方法，其使用的方法是导入pynq自带的base.bit，此文件中包含的资源比较全面，像一个黑匣子，当然，如果你只是想使用其中的一些模块，这个文件就会显得繁杂。此篇我们同样是使用硬件设计（Hardware design）的方法，针对外设，生成简单的bit，直接通过PS的GPIO管脚来控制外设。

正文

根据本篇的实现流程，这里主要分为两个主要部分，所需的环境：Vivado软件（版本不限）、PYNQ-Z2开发板。

一、Vivado部分

（1）创建Vivado工程、选择板卡型号、创建块设计（Create Block Design）

这里，我的工程命名为project_gpio，板卡型号选择Boards-->pynq-z2（此板卡的文件包在我前面的帖子中有链接），然后-->Next-->Finish。

创建块设计（Create Block Design），Create Block Design-->OK，如图

（2）添加所需的IP核，并且配置每个添加的IP核

首先，添加ZYNQ7PS核，然后点击Run Block Automation，点击OK。

双击该核进行配置，配置更改如下：

然后，添加截位的IP核Slice，并对此核配置完如图：

最后，添加IP核concat，并对此核进行配置完成如图：

（3）连线，添加端口，添加管脚约束文件

把三个IP核手动连线，完成后如图所示：

添加外设的端口，分别是leds、buttons、switches，添加完成后如图：

添加管脚约束文件（这个切记，一定要约束上一步添加的端口，不然在生成bit文件的时候会报错！），新建一个管脚约束文件gpio，打开文件，在里面添加如下：（这个XDC文件资料链接里会上传）

set_property -dict {PACKAGE_PIN D19 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {buttons[0]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN D20 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {buttons[1]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN L20 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {buttons[2]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN L19 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {buttons[3]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN R14 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {leds[0]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN P14 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {leds[1]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN N16 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {leds[2]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN M14 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {leds[3]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN M20 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {switches[0]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN M19 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {switches[1]}]

点击保存即可。

（4）生成bit文件，生成tcl文件

右键点击design_1，生成HDL封装，点击OK。（此处如果出现警告，可以忽略不管，点OK就行）

点击Generate Bitstream，生成bit文件，这个需要等待较长时间。（如果出现警告，点OK就可以了）

上述完成后，点击Export Block Design，生成tcl文件。

二、板上验证部分

（1）在以上部分的vivado工程文件夹中找到bit文件、hwh文件、tcl文件，改为相同的名字，存放在同一个文件夹下。（这步操作和前面定制加速overlay方法相同）

我这里新建了一个design_gpio文件夹，将三个文件改名后放了进去。

（2）将整个文件夹复制到板卡的jupyter_notebooks目录下，如图

（3）通过浏览器访问jupyter，打开ps_gpio.ipynb文件（这个稍后也会上传），然后开始运行cell，注意代码中的文件路径是否需要修改！接下来的验证就可以通过文档提示完成了，这里不再赘述。

需要强调的是，在这里的代码都是直接对gpio_pin进行操作，设置输入或输出，pin的编号等，所以应该是对外设的最直接操作。比开头所说的那篇帖子中，定义类，实例化的等要简单许多，也更容易理解。

结尾

结尾说三点：

（1）首先，很抱歉，这段时间更帖不及时，之前给自己定的目标是每周至少一篇，以后请大家监督。这段时间网课占用了部分时间，而且对pynq的学习断断续续，阅读官方手册收效甚微，所以下一步会调整方向！

（2）从本篇帖子开始，后续发帖会更加简洁，默认读者对之前的帖子有所了解，不再详述重复操作，这样也有助于大家提高读帖效率。

（3）下一阶段，小编准备实际着手一个项目，在实践中不断补充知识，积累经验。

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资料链接：https://pan.baidu.com/s/1MkQg6TjFgNjZQOU7KWq43Q 
提取码：uusn

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