如何在vivado中使用AXI IP核搭建ZYNQ 7000平台(以spi IP核为例)

新建vivado工程

• 打开vivado软件，我这里使用的是vivado2019.1，单击create project来创建一个新的工程。
• 
• 单击next继续下一步。
• 
• 输入工程名称和工程文件位置，单击next继续下一步。
• 
• 按默认选择，单击next继续下一步。
• 
• 根据实际应用型号选择对应的soc型号，单击next继续下一步。
• 
• 单击finish完成工程的创建。
• 

添加ZYNQ CPU IP核

• 单击create block design弹出一个对话框。
• 
• 输入名称，可以使用默认名称，单击ok创建block design
• 
• 单击“+”来添加CPU IP核。
• 
• 在弹出的搜索框中输入ZYNQ,选择对应的CPU。双击ZYNQ7 processing system添加到block文件中。
• 
• 单击 Run Block Automation。
• 
• 单击ok完成CPU IP核的添加。
• 
• 将PS部分的时钟连入PL部分。如下图所示连线。
• 
• ZYNQ CPU IP核的设置。
  • 双击ZYNQ CPU IP核图标，打开一个设置页面。
  • 
  • 选择peripheral I/O pins页面，选中uart0和uart1作为调试的串口输出。选择Quad SPI(我这里板子是从Quad SPI启动的，所以选择了，根据你的板子的实际启动模式来选择)
  • 
  • 选择clock configuration页面，将PS部分输出到PL部分的时钟改为100MHZ。（根据实际要求来改，我这里需要PL部分的时钟为100MHZ）
  • 
  • 选择DDR configuration页面，选择对应的DDR型号(根据实际板子上用的DDR型号来选择)，单击OK完成设置。
  • 

添加AXI Quad SPI IP核

• 单击“+”来添加AXI Quad SPI IP核
• 
• 在弹出的搜索框内输入quad spi来选择对应的IP核，双击axi quad spi添加该IP核到block文件中。
• 
• 
• 单击 Run Block Automation，单击ok完成该IP核的添加。
• 
• 

生成bitstream文件

• 右击sources页面中的design_1.bd，单击Generate Output Products。
• 
• 单击generate完成Generate Output Products。
• 
• 右击sources页面中的design_1.bd，单击Create HDL Wrapper，单击ok完成Create HDL Wrapper。
• 
• 单击工具栏中的generate bitstream按钮，生成bitstream文件。
• 
• 单击ok生成bitstream文件。
• 
• 直接这么生成bitstream文件会报错，因为spi的输出引脚还没有绑定到实际的物理引脚上

添加引脚约束

• 单击open implemented design
• 
• 打开I/O Ports页面设置SPI的引脚约束。
• 
• I/O Ports页面中SPI有四个引脚。io0对应SPI的MOSI，io1对应SPI的MISO，ss是片选引脚，sck是时钟引脚。根据实际硬件设计情况将各个引脚绑定到实际的硬件引脚上。我这里只是测试一个SPI master的通信，所以片选引脚和时钟引脚可以随便连接，将MOSI和MISO两个引脚连接到硬件引脚上，并将这两个硬件引脚连接。实际约束如下图所示。
• 
• 按ctrl+s键保存引脚约束，第一次保存时会弹出一个对话框用来新建一个约束文件。输入文件名，单击ok完成新建。
• 
• 在sources页面的constraints下可以看到生成的约束文件。也可以直接编辑约束文件来添加约束。
• 
• 重新生成bitstream文件。

在SDK中编写测试代码

• 单击工具栏上的file中的export，export hardware，导出平台文件到sdk工作空间中。
• 
• 单击工具栏上的file中的launch SDK，单击ok打开SDK软件开始代码编写。
• 
• 在SDK的project explorer栏中可以看到从vivado中导出的平台文件。
• 
• 在SDK中新建一个hello world工程，编译工程下载到板子里输出打印信息。
  • 单击工具栏上file中的new->application project，打开新建工程对话框。输入工程名称，单击next
  • 
  • 选择hello world工程。单击finish完成新建。系统会自动新建两个工程，一个是应用工程，一个是BSP工程。右键应用工程，单击build project，软件自动编译两个工程，在应用工程的debug文件夹下生成可下载的elf文件。
  • 
  • 右键应用工程，选择debug as->debug configurations打开设置页面。选中reset entire system和program FPGA
  • 
  • 单击debug进入debug页面。将板子上的串口连接到PC端，打开窗口软件，我这里使用的tera term。设置波特率为115200.运行程序，串口打印输出hello world。
  • 
  • 
• 测试SPI
  • 导入SPI使用的参考实例代码。在BSP工程中双击打开system.mss文件。
  • 
  • 在system.mss文件中找到axi_quad_spi，单击import examples，弹出一个对话框选择例程。
  • 
  • 选择想要参考的例程，单击ok即可将例程添加到SDK工作空间。
  • 
  • 将例程代码文件xspi_low_level_example.c拷贝到应用工程源码目录下替换自动生成的helloworld.c文件。在xspi_low_level_example.c文件中添加一个新的RecvBuff数组用来接收MOSI发出的数据，并且添加打印代码将数据从串口打印输出。编译工程后debug运行，RecvBuff成功接数据并在串口打印输出。
  •