1. 介紹

Vitis是Xilinx新推出的統(tǒng)一軟件平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)在 Xilinx 所有芯片（包括 FPGA、SoC 和 Versal ACAP）上開發(fā)嵌入式軟件和加速應(yīng)用。Xilinx主要宣傳Vitis可以為異構(gòu)平臺(tái)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)加速。其實(shí)，Vitis也能完美的支持嵌入式軟件開發(fā)。下面以MicroZed單板為例，介紹在Vitis里如何創(chuàng)建嵌入式軟件工程，并且編譯和調(diào)試，直到啟動(dòng)。

2. 測(cè)試環(huán)境

1). Windows 10
2). Vitis 2019.2
3). MicroZed

3. Vivado工程導(dǎo)出XSA文件

在MicroZed 2019.1 BSP下載MicroZed的Petalinux BSP。解壓后，使用Vivado 2019.2 打開其中的硬件工程，升級(jí)所有IP，然后編譯工程。為了測(cè)試，也可以在BD設(shè)計(jì)中，添加AXI timer，AXI BRAM等IP。成功編譯工程后，導(dǎo)出硬件設(shè)計(jì)文件mz_petalinux_wrapper.xsa。在2019.2使用了新的硬件設(shè)計(jì)文件格式，也就是XSA文件。

3.1. BD設(shè)計(jì)

也可以不添加AXI timer，AXI BRAM等IP。

3.2. 導(dǎo)出硬件的菜單

3.3. 導(dǎo)出硬件的界面

請(qǐng)指定XSA文件的路徑和名字。

3.4. Vivado在TCL Console里關(guān)于導(dǎo)出硬件的打印。

write_hw_platform -fixed -force  -include_bit -file C:/prj/zynq7000/microzed/v192/MZ7010_FMCCC_2019_1/mz_vitis_sw/mz_petalinux_wrapper.xsa
INFO: [Vivado 12-4895] Creating Hardware Platform: C:/prj/zynq7000/microzed/v192/MZ7010_FMCCC_2019_1/mz_vitis_sw/mz_petalinux_wrapper.xsa ...
INFO: [Vivado 12-4896] Successfully created Hardware Platform: C:/prj/zynq7000/microzed/v192/MZ7010_FMCCC_2019_1/mz_vitis_sw/mz_petalinux_wrapper.xsa
write_hw_platform: Time (s): cpu = 00:00:16 ; elapsed = 00:00:17 . Memory (MB): peak = 1570.996 ; gain = 0.000

4. 創(chuàng)建工程

4.1. 指定workspace目錄。

啟動(dòng)Vitis，指定它的workspace目錄。

4.2. VitisFile菜單

在Vitis的File菜單里，選擇"New --> Application Project"。

4.3. 指定Application工程名

指定Application的工程名，可以使用默認(rèn)的system工程名。

4.4. Platform頁面

點(diǎn)擊Next，進(jìn)入Platform頁面。

4.5. 指定XSA文件

在Platform頁面，選擇右邊的“Creae a new platform from hardware(XSA)”, 在點(diǎn)擊“+”，指定平臺(tái)的XSA文件，然后Vitis自動(dòng)創(chuàng)建platform。

4.6. 創(chuàng)建Domain

點(diǎn)擊Next，創(chuàng)建Domain。這時(shí)候可以選擇處理器、OS、Language。

4.7. 創(chuàng)建工程后的目錄結(jié)構(gòu)。

4.8. 執(zhí)行編譯。

創(chuàng)建工程后，執(zhí)行編譯。會(huì)先編譯FSBL工程，BSP工程，再編譯應(yīng)用程序工程。

Project --> Build Project

15:53:30 **** Build of configuration Debug for project mzed_cpu0_hello ****
make all 
C:/Xilinx/Vitis/2019.2/gnuwin/bin/make --no-print-directory pre-build
a9-linaro-pre-build-step
 
C:/Xilinx/Vitis/2019.2/gnuwin/bin/make --no-print-directory main-build
Building file: ../src/helloworld.c
Invoking: ARM v7 gcc compiler
arm-none-eabi-gcc -Wall -O0 -g3 -c -fmessage-length=0 -MT"src/helloworld.o" -mcpu=cortex-a9 -mfpu=vfpv3 -mfloat-abi=hard -IC:/prj/zynq7000/microzed/v192/MZ7010_FMCCC_2019_1/mz_vitis_sw/microzed_petalinux_wrapper/export/microzed_petalinux_wrapper/sw/microzed_petalinux_wrapper/standalone_domain/bspinclude/include -MMD -MP -MF"src/helloworld.d" -MT"src/helloworld.o" -o "src/helloworld.o" "../src/helloworld.c"
Finished building: ../src/helloworld.c
 
Building file: ../src/platform.c
Invoking: ARM v7 gcc compiler
arm-none-eabi-gcc -Wall -O0 -g3 -c -fmessage-length=0 -MT"src/platform.o" -mcpu=cortex-a9 -mfpu=vfpv3 -mfloat-abi=hard -IC:/prj/zynq7000/microzed/v192/MZ7010_FMCCC_2019_1/mz_vitis_sw/microzed_petalinux_wrapper/export/microzed_petalinux_wrapper/sw/microzed_petalinux_wrapper/standalone_domain/bspinclude/include -MMD -MP -MF"src/platform.d" -MT"src/platform.o" -o "src/platform.o" "../src/platform.c"
Finished building: ../src/platform.c
 
Building target: mzed_cpu0_hello.elf
Invoking: ARM v7 gcc linker
arm-none-eabi-gcc -mcpu=cortex-a9 -mfpu=vfpv3 -mfloat-abi=hard -Wl,-build-id=none -specs=Xilinx.spec -Wl,-T -Wl,../src/lscript.ld -LC:/prj/zynq7000/microzed/v192/MZ7010_FMCCC_2019_1/mz_vitis_sw/microzed_petalinux_wrapper/export/microzed_petalinux_wrapper/sw/microzed_petalinux_wrapper/standalone_domain/bsplib/lib -o "mzed_cpu0_hello.elf"  ./src/helloworld.o ./src/platform.o   -Wl,--start-group,-lxil,-lgcc,-lc,--end-group
Finished building target: mzed_cpu0_hello.elf
 
Invoking: ARM v7 Print Size
arm-none-eabi-size mzed_cpu0_hello.elf  |tee "mzed_cpu0_hello.elf.size"
   text	   data	    bss	    dec	    hex	filename
  19064	   1144	  22568	  42776	   a718	mzed_cpu0_hello.elf
Finished building: mzed_cpu0_hello.elf.size

15:53:43 Build Finished (took 12s.869ms)

編譯后應(yīng)用程序和Domain目錄結(jié)構(gòu)

編譯后FSBL目錄結(jié)構(gòu)

5. 調(diào)試工程 5.1. 調(diào)試配置界面

先點(diǎn)擊想調(diào)試的工程，再點(diǎn)擊工具條調(diào)試圖標(biāo)旁邊的三角形，選擇"Debug Configurations"，

得到調(diào)試配置界面。

5.2. 自動(dòng)創(chuàng)建調(diào)試配置

雙擊System Project，Vitis自動(dòng)創(chuàng)建了調(diào)試配置。

5.3. 檢查調(diào)試配置的Target Setup。

5.4. 開始調(diào)試

點(diǎn)擊Debug后，會(huì)開始調(diào)試。由于有FPGA設(shè)計(jì)，先下載FPGA。

5.5. main函數(shù)入口

調(diào)試器下載所有代碼后，在main函數(shù)入口處停下，等待程序員調(diào)試。

6. 調(diào)試工程 6.1. FreeRTOS

之前只是簡(jiǎn)單的Hello world工程。下面創(chuàng)建更復(fù)雜的FreeRTOS LWIP TCP iPerf server. 在Domain界面，為OS選擇FreeRTOS。

6.2. LWIP TCP iPerf server

在Templates界面，為Template選擇FreeRTOS LWIP TCP Perf server。

6.3. 調(diào)試LWIP TCP iPerf server

同樣的啟動(dòng)調(diào)試，也在main函數(shù)入口處停下，直接選擇連續(xù)運(yùn)行。

6.4. 連續(xù)運(yùn)行

連續(xù)運(yùn)行后，單板串口打印。

-----lwIP Socket Mode TCP Server Application------
Start PHY autonegotiation
Waiting for PHY to complete autonegotiation.
autonegotiation complete
link speed for phy address 0: 100
ERROR: DHCP request timed out
Configuring default IP 192.168.1.10
Board IP:       192.168.1.10
Netmask :       255.255.255.0
Gateway :       192.168.1.1

TCP server listening on port 5001
On Host: Run $iperf -c 192.168.1.10 -i 5 -t 300 -w 2M

6.5. 電腦Ping測(cè)試

設(shè)置電腦IP地址，再做Ping測(cè)試，檢查單板網(wǎng)絡(luò)是否正常。

C:/tools/iperf-2.0.5-2-win32>ping 192.168.1.10

Pinging 192.168.1.10 with 32 bytes of data:
Reply from 192.168.1.10: bytes=32 time=1ms TTL=255
Reply from 192.168.1.10: bytes=32 time

6.6. 電腦iperf測(cè)試

在電腦啟動(dòng)iperf測(cè)試。

C:/tools/iperf-2.0.5-2-win32>iperf -c 192.168.1.10 -i 5 -t 20 -w 2M
------------------------------------------------------------
Client connecting to 192.168.1.10, TCP port 5001
TCP window size: 2.00 MByte
------------------------------------------------------------
[  3] local 192.168.1.100 port 63484 connected with 192.168.1.10 port 5001
[ ID] Interval       Transfer     Bandwidth
[  3]  0.0- 5.0 sec  55.4 MBytes  92.9 Mbits/sec
[  3]  5.0-10.0 sec  53.4 MBytes  89.5 Mbits/sec
[  3] 10.0-15.0 sec  53.5 MBytes  89.8 Mbits/sec
[  3] 15.0-20.0 sec  53.4 MBytes  89.5 Mbits/sec
[  3]  0.0-20.0 sec   216 MBytes  90.4 Mbits/sec

6.7. 單板iperf測(cè)試串口打印

在電腦啟動(dòng)啟動(dòng)iperf測(cè)試后，單板串口打印。

[  1] local 192.168.1.10 port 5001 connected with 192.168.1.100 port 5001
[ ID] Interval    Transfer     Bandwidth
[  1]  0.0- 5.0 sec  53.2 MBytes  89.3 Mbits/sec
[  1]  5.0-10.0 sec  53.4 MBytes  89.6 Mbits/sec
[  1] 10.0-15.0 sec  53.4 MBytes  89.6 Mbits/sec
[  1] 15.0-20.0 sec  53.4 MBytes  89.6 Mbits/sec
[  1]  0.0-20.2 sec   216 MBytes  89.6 Mbits/sec
TCP test passed Successfully
編輯：hfy