MicroBlaze CPU 是可修改的拖入式預(yù)設(shè) 32 位/64 位 RISC 微處理器配置系列。

MicroBlaze 處理器能滿(mǎn)足眾多多樣化的應(yīng)用程序的不同需求，惠及工業(yè)、醫(yī)療、汽車(chē)、消費(fèi)品和通信市場(chǎng)。MicroBlaze 使用哈佛 (Harvard) 架構(gòu)，此架構(gòu)的 PL 內(nèi)通常包含雙 LMB BRAM。但在本篇博文中，我們將探討如何在 Zynq UltraScale ZCU104 開(kāi)發(fā)板上通過(guò) PSU DDR 執(zhí)行 MicroBlaze 應(yīng)用。

退出復(fù)位時(shí)，MicroBlaze 將從 MicroBlaze 配置中的 C_BASE_VECTORS 參數(shù)內(nèi)指定的存儲(chǔ)器地址提取其指令。在本例中，此 C_BASE_VECTORS 將設(shè)置為 PSU DDR 內(nèi)的某個(gè)區(qū)域。

但根據(jù)采用的啟動(dòng)流程，這樣可能導(dǎo)致潛在問(wèn)題，即 PSU DDR 可能無(wú)法先于 PL 完成配置。這可能導(dǎo)致 MicroBlaze 掛起。為避免此現(xiàn)象，我們可以使用 MicroBlaze 上的“Reset Mode”(復(fù)位模式)信號(hào)。

在上表中，可以看到各種 reset_mode 配置。最適合我們的用例的配置為“01”，其中 MicroBlaze 將保持處于復(fù)位狀態(tài)，直至我們準(zhǔn)備就緒為止。我們將在 PSU 上通過(guò) EMIO 來(lái)使用 GPIO 對(duì) MicroBlaze 進(jìn)行解復(fù)位。

創(chuàng)建硬件：

Vivado IP integrator 塊設(shè)計(jì)如下所示：

用戶(hù)可以根據(jù)自己認(rèn)為合適的方式來(lái)自定義設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵組件配置如下所述。

MicroBlaze 配置：

在 Vivado IP integrator 中使用“Block Automation”(塊自動(dòng)化設(shè)置)工具來(lái)對(duì) MicroBlaze 進(jìn)行初始配置，如下所示。此處移除了本地存儲(chǔ)器，改為使用 64K 高速緩存：

要啟用 reset_mode 和 wakeup 管腳，用戶(hù)需在 MicroBlaze 配置中選中“Enable Discrete Ports”以啟用離散端口：

在 Zynq UltraScale PS 配置中，啟用兩個(gè)從端口;一個(gè)用于存儲(chǔ)器，另一個(gè)用于外設(shè)：

通過(guò) EMIO 啟用 GPIO，這樣就可以控制 MicroBlaze 的 wakeup 管腳：

我們還可訪(fǎng)問(wèn)已從 MicroBlaze 啟用的所有 Zynq UltraScale IP。為此，請(qǐng)啟用“Address Fragmentation”(地址分段)：

在上文中我們討論了復(fù)位模式。接下來(lái)，MicroBlaze 將保持復(fù)位狀態(tài)，直至我們準(zhǔn)備就緒為止。

要使 MicroBlaze 保持復(fù)位，可以使用 IP 目錄中的“Constant IP”：

最后，連接 GPIO 和 Constant IP：

MicroBlaze 地址映射如下所示：

用戶(hù)可以右鍵單擊地址段，在地址映射中添加或排除地址段。

此操作適用于硬件配置。我們可以使用“Generate the Output Products”(生成輸出文件)、“Create the HDL wrapper”(創(chuàng)建 HDL 封裝文件)和“Generate the Bitstream”(生成比特流)，然后導(dǎo)出硬件。

這將生成 XSA 以供在 Vitis 中用于生成我們的軟件。

創(chuàng)建軟件：

Vitis IDE 可用于生成 MicroBlaze 應(yīng)用。Vitis 還將自動(dòng)創(chuàng)建啟動(dòng)鏡像，包括 FSBL 和 PMUFW。

但由于我們想要從 FSBL 控制 GPIO EMIO，因此我們選擇不使用工具來(lái)生成啟動(dòng)鏡像。

生成 MicroBlaze Hello World 應(yīng)用：

我們可以添加新工程應(yīng)用，如下所示。例如，對(duì)于 Zynq FSBL：

注釋?zhuān)篎SBL 不支持 64 位到 32 位交接。因此，由于 MicroBlaze 為 32 位，我們也應(yīng)將 FSBL 設(shè)置為 32 位。

針對(duì) PMUFW 重復(fù)上述操作：

可看到所有應(yīng)用工程如下所示：

由于我們已將 PS UART 添加到 MicroBlaze 地址映射中，因此可在 BSP 中將其用于 STDIN/OUT。

此處可以看到 MicroBlaze Hello World 連接器：

其布局位置為 DDR 基址 (0x00000000) 處。用戶(hù)創(chuàng)建啟動(dòng)鏡像時(shí)，需牢記此地址，以免應(yīng)用程序發(fā)生重疊。

通過(guò) SD 卡進(jìn)行編程：

首先，更新 FSBL。

我們可以使用 Xil_Out32 API 來(lái)切換 GPIO。

將 xil_io 頭文件添加到 xfsbl_handoff.c 文件：

將此添加到 XFsbl_HandoffExit 函數(shù)

同時(shí)啟用 FSBL 調(diào)試信息：

創(chuàng)建啟動(dòng)鏡像：

移除 FSBL 和 PMUFW，并使用正確的鏡像類(lèi)型重新添加。

請(qǐng)確保分區(qū)鏡像順序正確(使用上下控件來(lái)調(diào)整其順序)。

注釋?zhuān)河捎诖颂幑蚕硐嗤?UART，用戶(hù)可以在 Hello World 應(yīng)用中布局延遲。

通過(guò) JTAG 進(jìn)行編程：

這樣可看到如下輸出：

審核編輯：湯梓紅