嵌入式Linux_Petalinux二——FPGA学习笔记＜？＞
前置学习：嵌入式Linux_Petalinux一
参考资料：正点原子《DFZU2EG_4EV MPSoC 之 Linux 驱动开发指南》
关于SecureCRT 中如何配置颜色
一.Linux 基础外设的使用
之前使用 Petalinux 搭建了 Linux 系统，有了系统就可以在系统上使用相应外设以及运行应用程序。本章我们学习如何通过 Linux 系统控制开发板上的基础外设，如 LED、按键、EEPROM、以太网等。这些外设都可以在终端通过 Shell 来控制。
输入以下命名查看系统：
cat /proc/version #查看内核版本信息
top #检测资源使用情况
Linux version 5.4.0 (cx@cx-ubtu) (gcc version 9.2.0 (GCC)) #11 SMP Mon Nov 14 13:40:04 CST 2022
1.GPIO 之 LED 的使用
GPIO 驱动程序通过 sysfs 文件系统提供了用户空间对 GPIO 的访问，因而通过终端控制 LED 极其方便。我们启动开发板，进入之前定制的 Linux 系统后在串口终端中输入如下命令进入到 sysfs 文件系统的 leds 接口处：
cd /sys/class/leds
ls
通过 ls 命令可以看到我们在设备树中配置的 led，如下图所示：
我们先来看下 led 下的内容，以 ps_led1 为例，输入 ls -l ps_led1，执行结果如下图 所示：
可以看到有 brightness 和 trigger。Brightness 可以控制 led 灯的亮灭，trigger 可以选择触发方式。我们向 ps_led1 的 brightness 写入 0，即输入命令:
cd ./ps_led1
echo 0 > brightness或者用下面命令查看brightness的当前值，再用vim修改：
cat brightness
vim brightness对应开发板上led灯的亮灭。
然后输入命令查看led灯的触发方式：
cat trigger
可以看到触发方式非常多，其中“[ ]”中的内容表示当前触发方式。可知当前触发方式为 none，也就是表示无任何触发反应。
想设置使用某种触发方式输入 echo 命令如上，如：
echo heartbeat > trigger需要提醒的是并不是所有的触发方式都能有反应，必须满足触发条件并且 brightness 值为 1 才行。
2.GPIO 之按键的使用
GPIO 按键的使用非常简单，通过读取文件/dev/input/event0 可以获取由 GPIO 按键生成 的按键事件。在串口终端中输入命令：
cat /dev/input/event0 | hexdump然后按下一个 按键，输入事件将打印到控制台
3.EEPROM 的使用
配置设备树的时候，我们在设备树文件中配置了一个 EEPROM 的 I2C 外设， 我们来看下如何读写 EEPROM。
在 /sys/class/i2c-adapter 目录下有三个 I2C 总线控制器，相关操作如下图所示：
可以看到器件地址 50 对应的文件夹 0-0050，对应 eeprom。 进入到 0-0050/目录下，可以看到该目录有一个 eeprom 文件，如下图所示：
cd /sys/class/i2c-adapter
ls
cd i2c-0
ls
cd 0-0050
ls
echo "hello world" > eeprom
head -1 eeprom
4.RTC 的使用
对于 RTC，linux 有一个专用的命令：hwclock。
在 Linux 中有硬件时钟与系统时钟两种时钟。硬件时钟是指电路板上的时钟设备（包括主 控芯片内的时钟模块），也就是通常可在 BIOS 画面设定的时钟。系统时钟则是指 kernel 中的时钟。当 Linux 启动时，系统时钟会去读取硬件时钟的设定，之后系统时钟即独立运作。所有 Linux 相关指令与函数都是读取系统时钟的设定。
使用 date 和 hwclock 命令可分别查看和设定系统时钟和硬件时钟。 在串口终端中输入下面的指令查看系统时间：
date
hwclock输入下面的指令将系统时间设置为当前日期和时间:
date -s "2023-10-9 14:39:00"在串口终端中输入下面的命令将系统时间写入 RTC 时钟芯片中:
hwclock -w
5.miniDP 接口的使用
开发板带有一个 miniDP 接口，可以接显示器显示。一般显示使用的是 DP 接口或者 HDMI 接口，与开发板的 miniDP 接口不同，所以还需要一根 miniDP 转 DP 线或者 miniDP 转 HDMI 线。下面分别展示不同接口显示器的线材接口。
1. DP 接口显示器：使用公对公的 mini DP 转 DP 线连接开发板和 DP 显示器即可，线材接 口如下：
2. HDMI接口显示器：需要使用主动式miniDP转HDMI线来连接开发板和HDMI显示器。 需要注意的是并不是市面上所有的 miniDP 转 HDMI 线都可以使用，至于原因，Xilinx 官方也 只是说由于历史原因，但并未透露更多细节。笔者在购买市面上大量的 miniDP 转 HDMI 线并 进行测试后发现，有些线 linux 系统下能显示，但是裸机 Vitis 下不能显示或显示有问题，有些线无法使用，最终测试发现有一根线 linux 和 Vitis 下都能正常显示。
使用转接线将开发板的 miniDP 与显示器连接后，按 PS 的复位按键重启开发板，重启后会在显示器显示控制台终端。
6.USB 的使用
将 USB 接口的设备接到开发板的 USB 接口，在串口中断中会打印如下信息：
显示的“Product: USB Keyboard”表明检测到插入的设备是 USB 键盘。
7.以太网的使用
DFZU2EG_4EV MPSoC开发板有两路千兆以太网接口，PL_ETH和PS_ETH；由于PL_ETH 网口使用了 PL 端 IO 资源，而 PS_ETH 使用了 PS 端 IO 资源，所以这里也把 PL_ETH 网口称 为 PL 网口、而把 PS_ETH 网口称为 PS 网口。
注：连接网口的网线要使用千兆网线，譬如 CAT-5E 类网线或 CAT-6 类网线，笔者在实 际测试当中，发现 CAT-5E 类网线并不稳定，所以这里推荐使用 CAT-6 类网线进行测试。
1、查看网络设备
在串口终端执行下面这条命令可以查看系统中的所有网络设备，如下所示：
ip -s a
#或者
ifconfig -a
其中 eth0 表示开发板上的 PL_ETH 网口、 而 eth1 则表示开发板上的 PS_ETH 网口。还可以直接使用 ifconfig 命令不加任何选项查看当前系统已经激活（打开）的网络设备（等同于命令 ip link show up），如下图所示：
ifconfig
或
ip link show up
系统默认只激活了 eth0，而 eth1 并没有激活，上图中的 eth0 就是开发板上的 PL 网口，可 以通过 ifconfig 命令或者 ip 命令来关闭或激活对应的网口。 ifconfig 命令打开或关闭 PL 网口的命令如下所示：
ifconfig eth0 down //关闭 eth0（PL 网口）
ifconfig eth0 up //打开 eth0（PL 网口）
如果是用 ip 命令，则对应命令如下：
ip link set eth1 down //关闭 eth1（PS 网口）
ip link set eth1 up //打开 eth1（PS 网口）下面我们在使用 PS 网口的时候，需要先把 PL 网口给关闭，只打开 PS 网口；同理使用 PL 网口的时候，需要把 PS 网口给关闭，只打开 PL 网口；在后面的使用当中，笔者以 PL 网 口为例进行介绍，PS 网口使用方式相同。
2、外网连接测试（有路由器）
执行下面的命令打开开发板的 PL 网口，并且关闭 PS 网口：
ip link set eth1 down //关闭 PS 网口
ip link set eth0 up //打开 PL 网口
ip link show up
接下来我们需要给 PL 网口分配一个 IP 地址，使用 udhcpc 命令从 DHCP 服务器中动态 获取一个 IP 地址，如下所示：
udhcpc -i eth0 //eth0 动态获取 IP 地址
可以看到，笔者这里 PL 网口动态获取得到的 IP 地址为 192.168.2.219。获 取到 IP 地址之后，接下来我们需要测试下开发板是不是能够上网，也就是测试开发板 PL 网 口是否工作正常、是否能够连接外网。当然首先确定开发板 PL 网口连接到的路由器是能够连 接外网的，我们可以使用 ping 命令来测试开发板与另一台主机的网络连接是否通畅。
ping 命令是基于 ICMP（Internet Control Message Protocol）协议来工作的，执行 ping 命令 本地主机会向目标主机发送一份 ICMP 回显请求报文，并等待目标主机返回 ICMP 应答；因为 ICMP 协议会要求目标主机收到消息之后，必须返回 ICMP 应答消息给本地主机，如果本地主 机收到了目标主机的应答，则表示两台主机之间的网络运行、网络连接是正常的。
ping -c 10 www.baidu.com //测试开发板与百度服务器之间网络连接情从上图可以知道，我们通过开发板对百度服务器主机（IP 地址：14.215.177.39）发送了 10 次应答请求，并且每次都收到了它的应答消息（64 字节数据），并且没有数据丢失，说明 开发板与百度服务器主机之间的网络运行、网络连接是 OK 的，也就意味着我们的开发板与外 网是连通的。 PS 网口的外网连接测试同理。
3、电脑直连测试（无路由器）
在开发过程中，电脑和开发板互相访问是经常需要的，这可以通过路由器来实现，连接到 同一路由器的设备是可以互相访问的，如果没有路由器，也可以使用网线将开发板 PS 网口或 者 PL 网口直接连接到电脑的以太网接口上，也就是电脑直连，不过这种方式不能访问外网。 笔者以 PL 网口为例，用网线将开发板的 PL 网口和电脑的以太网接口相连接。
连接好网线之后，需要设置电脑以太网的 IP 地址，可参考：Linux开发板网络直连电脑的设置方法
https://www.bilibili.com/video/BV1QJ411v7xk/?spm_id_from=333.999.0.0&vd_source=01cde8042a76495bf513aa4407a56cd6
配置完成后，在串口终端中执行下面这些命令打开开发板的 PL 网口，并且关闭 PS 网口：
ip link set eth1 down //关闭 PS 网口
ip link set eth0 up //打开 PL 网口
ip link show up执行下面的命令设置开发板 eth0 网口的静态 IP 地址为 192.168.2.88：
ip addr add 192.168.2.88/24 dev eth0将开发板的静态 IP 地址设置为 192.168.2.88，这样开发板的 IP 地址和电脑的 IP 就在同一 网段。设置完开发板的静态 IP 地址后，进行 Ping 测试，看开发板和电脑能不能相互 Ping 通。 首先开发板 ping 电脑，命令如下：
ping -c4 192.168.2.89如果 Ping 不通电脑，请关闭电脑的防火墙后再尝试。
电脑 ping 开发板。首先打开电脑的 cmd 命令提示符，然后输入如下命令：
ping 192.168.2.888.eMMC 的使用
注意，由于 2019.2 版本 petalinux 内核中驱动的问题，在做本实验前需要将出厂的 vivado 工程中 SDIO0，就也就是 eMMC 的工作时钟由 200M 改为 100M，如下图所示，然后编译并导 出 xsa 文件，使用新导出的文件配置 petalinux 工程。
开发板板载 8GB eMMC，接下来通过简单的读写来学习 eMMC 的使用。 开发板成功启动后，进入系统，输入“df -Th”命令，查看挂载的文件系统，如下图所示：
其中“/dev/mmcblk0p1” 和“/dev/mmcblk0p2”就是 eMMC 设备，代表 eMMC 的两个分区，分别挂载在“/media/mmcblk0p1”和“/media/mmcblk0p2”两个挂载点。
可以先看一下emmc中的内容：
可以看到里面是之前用 petalinux 制作好的启动镜像文件和 linux 系统文件。
接下来参考制作 SD 启动卡的步骤，将 eMMC 格式化成一个分区。
分别执行下面两个命令，先使用 umount 指令从挂载点卸载 eMMC，再使用 fdisk 指令对 eMMC 分区，结果如下图所示：
umount /run/media/mmcblk0p1 /run/media/mmcblk0p2
fdisk /dev/mmcblk0
执行后输入“p”，结果如下图所示：
可以看到 eMMC 有 p1 和 p2 两个分区，输入“d”删除分区，在接下来的分区序号选择命令行中，输入“1”，选择删除第一个分区，再次输入“d”，删除第二个分区，如下图所示：
接下来输入“n”创建1个新分区，输入“p”选择创建主分区，按回车键，然后选择“1”， 接下来的设置按回车，选择默认即可，如下图所示：
输入“p”检查分区表，可以看到新建的分区，如果没有问题，输入“w”保存并退出， 如下图所示：
输入 echo “www.openedv.com” > /media/mmcblk0p1/test.txt 命令在 eMMC 中创建名为 test.txt 的文本文件，并向文件中写入内容为“www.openedv.com”的文本内容，然后使用 cat /run/media/mmcblk0p1/test.txt 命令，将文件中的内容打印出来，可以看到写入和读出的内容相 同。
二.使用 Vitis 开发 Linux 应用
本章我们以创建 “Hello World”工程为例学习如何使用 Vitis 开发 Linux 应用以及如何让应用程序运行在 Petalinux 搭建的 Linux 系统上。运行方式本章介绍了三种，可根据个人喜好选择。