vivado ZYNQ 打包IP核, 模拟单片机IO口

前言: 

在使用单片机的适合, Io口有寄存器,然后我们使用KEIL来编程,直接操作寄存器就可以实现操作IO的效果

在FPGA中,也可以这样做, SDK中直接操作地址,就可以实现操作IO口的效果, 相当于自己设计IO的寄存器

1 FPGA IP设置

1 生成IP

新建user_gpio.v

代码如下, 目的是为了把AXI总线和FPGA外部引脚联系起来

module user_gpio(
    input wire gpio_input,
    output wire [3:0] gpio_output,
    output wire zynq_gpio_input,
    input wire [3:0] zynq_gpio_output
    );
    
assign zynq_gpio_input = gpio_input;
assign gpio_output[3:0]=zynq_gpio_output[3:0];

endmodule

 

然后下面就是打包

设置IP名称等

我们一共有一个IO口输入,一个IO输出, 所以需要2个就可以了, 但是最低是4个

就会生成一个新的工程, 我们编辑这个工程就可以

2 编辑IP

 

在user to add ports这里加入代码, 这里是填写对外接口

        input wire gpio_input,
        output wire [3:0] gpio_output,

内部的代码里面也添加这个代码,和上面的一样的

在最顶层实例化gpio

	   .gpio_input(gpio_input),
	   .gpio_output(gpio_output),

 

然后把112行的不用的寄存器去掉, 因为我们只用了2个,AXI总线读取数据用wire, 设置输出用reg,

所以 slv_reg0设置为reg, 代表输出,  reg1设置wire 用于读取

 

注释掉227

屏蔽h1到default

注释掉default

屏蔽378 379

到这里AXI寄存器就处理完了

3 添加文件

把之前的user_gpio添加到工程中

然后例化到user_gpio_in_output_v1_0_s00_axi中

wire zynq_gpio_input;
wire  [3:0] zynq_gpio_output;
assign zynq_gpio_output[3:0]=slv_reg0;
assign slv_reg1=zynq_gpio_input;
user_gpio  user_gpio_inst
(
.gpio_input(gpio_int),
.gpio_output(gpio_output),
.zynq_gpio_input(zynq_gpio_input),
.zynq_gpio_output(zynq_gpio_output)
);

4 打包

然后完成之后关闭这个工程,打开以前的工程

就可以看到AXI perpheral 添加的东西了

 

2 FPGA使用

把以前的user_gpio.v删除掉 ,创建bd文件 然后勾选串口

直接输入user 添加IP

如果在这里没看到gpio_output input,那就回去重新打包一下, 只是tools那个重新打包就可以了, 然后重新打开工程一下就有了

 

然后output和input上把信号引出来

最终如图

 

最后右边可以看寄存器地址

然后project manager生成2次文件,  管脚约束, 生成bit流就可以了

control+S 保存

3 vitis SDK中使用

 

编译

下载

最后在vitis中代码如下

 

#include 
#include "platform.h"
#include "xil_printf.h"

#include "sleep.h"
#include "string.h"

#define IIC_BASE 0x43C00000
#define REG0_OFFSET 0
#define REG1_OFFSET 4

u32 gpio_input_value = 0;
char buf_print[64]={0};

int i = 0;
int main()
{
    init_platform();

    print("Hello World fpga packet\n\r");
    while(1)
    {
    	for(i=0;i<64;i++)
    	{
    		buf_print[i]=0;
    	}
    	gpio_input_value=Xil_In32(IIC_BASE + REG1_OFFSET);
    	sprintf(buf_print,"input gpio value:%d\r\n",gpio_input_value);
    	printf(buf_print);
    	Xil_Out32(IIC_BASE+REG0_OFFSET,0);
    	sleep(1);
    	Xil_Out32(IIC_BASE+REG0_OFFSET,0xffffffff);
    	sleep(1);
    }
    cleanup_platform();
    return 0;
}