Zynq UltraScale+ MPSoC 上的多个Linux UIO设计.doc
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1、Zynq UltraScale+ MPSoC 上的多个Linux UIO设计这里的 UIO 即 Userspace I/O,本文中 UIO 泛指 UIO 设备和 UIO 驱动。它在 Linux kernel 的世界里比较小众,主要是一些定制设备和相应的驱动。UIO内核驱动指负责将中断和设备内存暴露给用户空间,再由UIO用户态驱动(ApplicaTIon)来实现具体的业务,随心所欲的玩。学术点叫做高度定制化,柔性设计。那怎么和 FPGA 扯上了关系呢?是的,FPGA在硬件世界里也是随心所欲的玩,这一硬一软还真是登对,在一起啊在一起。本实验工程将介绍如何利在赛灵思异构多处理器产品系列 Zynq U
2、tralScale+ MPSoC ZCU102 嵌入式评估板上实现多个 UIO,同时借助赛灵思的工具完成硬件工程和 linux BSP 的开发,最后通过测试应用程序完成测试。ZCU102上的 MPSoC 集成固化了四核 ARM Cortex-A53,双核Cortex-R5 以及 Mali-400 MP2 GPU,这部分官方称为PS(Processing System)。另外一部分就是FPGA,即 PL(Programmable Logic)。PS端实现控制,PL用来实现应用加速,两者通过AXI连接。跑这个小实验,呵呵,大材小用。只是本人手头正好有这个板子不得不装。筒子们可以去买了个Zybo 或
3、者ZedBoard 开发板, 在板子试试身手。实 验 报 告实验材料:硬件设计建立Vivado工程,适配 ZCU102 EVB。通过 IP Integrator 加入PS,在 PL 侧加入5个UIO输入,其中1个是GPIO模块(包含中断输出和设备内存),另外4个是PIN连接到ZCU102 EVB上的DIP开关,作为中断输入通过一个concat IP连接到PS的ps_pl_irq管脚。板级细节请参考1 UG1182,芯片资料参考2 UG1085添加PIN约束文件,set_property PACKAGE_PIN AN13 get_ports pl_irq_llset_property IOSTA
4、NDARD LVCMOS33 get_ports pl_irq_llset_property PACKAGE_PIN AM14 get_ports pl_irq_lhset_property IOSTANDARD LVCMOS33 get_ports pl_irq_lhset_property PACKAGE_PIN AP14 get_ports pl_irq_efset_property IOSTANDARD LVCMOS33 get_ports pl_irq_efset_property PACKAGE_PIN AN14 get_ports pl_irq_erset_property IO
5、STANDARD LVCMOS33 get_ports pl_irq_erVivado的图形化的模块设计,丰富的IP库,加上可以上天的智能连接。有点数字电路设计的基础,很快就能完成这个小设计。整个设计如下图。软件设计这里用到 Xilinx 针对 Linux BSP 开发的 Petalinux。它基于Yocto,加入Xilinx的Layers实现硬件工程的导入,将复杂的Yocto的设计流程打包简化,支持一定的用户自定义功能,如QEMU仿真运行,增加 out-of-tree 的驱动,Device tree 修改,应用程序编译打包,等等。具体信息请移步 https:/china.xilinx/pro
6、ducts/design-tools/embedded-software/petalinux-sdkl这里简单展示一下具体的命令过程。$petalinux-create -t project -template zynqMP -n zcu102-pl2ps_irq$cd ./ zcu102-pl2ps_irq$petalinux-config -get-hw-descripTIon$petalinux-config -c kernelEnable UIO_PDRV_GENIRQ driverCONFIG_UIO=y# CONFIG_UIO_CIF is not setCONFIG_UIO_PD
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