Zynq-PS-SDK(6) 之 AXI GPIO_sdk怎么控制axi

目录

1、Block Design

2、Generate top level

3、Add constraints & Bitstream

4、Export Hardware

5、Software driver

5.1、Datasheet

5.2、Code

---

 

前面说过 PS 端可以使用 EMIO 来映射 IO，进而使用到 PL 端的 IO 口，另外一种办法就是使用 AXI 总线互联，在 PL 端实现一个逻辑，通过 AXI 总线进行配置和访问，这里先以一个最简单的 IO 控制为例；

板端 PS 有2个 LED 的 IO，PL 端有 4 个 LED 的 IO 和按键 IO，初步打算 IO 的分配如下，这样就可以覆盖到每种用法：

这里我们关心 AXI GPIO 一行，EMIO 和 MIO 的部分在前面的《Zynq-PS-SDK 之 EMIO 使用》 和 《Zynq-PS-SDK 之 MIO 使用》中已经描述，不在多说；

 

1、Block Design

Xilinx 的 Vivado 软件集成了相关的 IP，我们只需要在 PL 端新增 AXI GPIO 的 IP 即可，这里我们新增两个 AXI GPIO，一个作为控制 LED，另一个作为控制 Key 产生中断；

如图所示，Zynq 的 PS 端使用到了一个 M_AXI_GP0 的资源（红色），连接到一个 AXI Interconnect 互联单元，互联单元连接了 axi_gpio_0 和 axi_gpio_1；

配置 AXI GPIO 端口，一个为输入，一个为输出，位宽都是 1b；

block design 连接完成后（点击 Run Connection Automation），点击 Optimize Routing 可以优化布局；

2、Generate top level

保存 block design，然后【Generate Output Products】：

【Generate Output Products】这样就会生成顶层文件：

./Zynq7020_PS.srcs/sources_1/bd/design_1/hdl/design_1_wrapper.v

 

3、Add constraints & Bitstream

此刻，我们需要为我们定义的管脚进行约束，打开 design_1_wrapper.v：

这个就是顶层的管脚名字，对应到原理图中，进行管脚 xdc 的约束：

# PL EMIO LED
set_property PACKAGE_PIN M14 [get_ports {pl_led1_emio_tri_io[0]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {pl_led1_emio_tri_io[0]}]
# PL AXI GPIO LED
set_property PACKAGE_PIN M15 [get_ports {pl_led2_axi_tri_o[0]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {pl_led2_axi_tri_o[0]}]
# PL Input Interrupt
set_property PACKAGE_PIN N15 [get_ports {pl_key_input_tri_i[0]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {pl_key_input_tri_i[0]}]

约束完成后，生成 bitstream；

 

4、Export Hardware

生成完 Bitstream 后，硬件部分就完成了，接下来导出硬件：【File】->【Export】->【Export Hardware】：

导出硬件的时候，记得勾选 【Include bitstream】：

此刻，硬件部分就完成了；

 

5、Software driver

5.1、Datasheet

硬件弄完后，由于我们增加了 AXI GPIO，所以在系统信息中看得到：

我们展开 axi_gpio_0，可以看到 axi_gpio_0 的寄存器地址，以及相关的偏移：

针对 Xilinx 的 AXI GPIO 相关的内容，可以参考 Xilinx 方法的 AXI GPIO 的 IP 说明：PG144

可以看到，每一个 AXI GPIO IP 可以配置 2 路 GPIO，每一路的宽度为 WIDTH，我们这里就是 32；

寄存器的说明如下：

我们这里，只是用了 GPIO 的输出功能，

GPIO_DATA 寄存器描述为：

 

GPIOX_TRI 寄存器描述为（也就是配置输出还是输入）：

 

GIER 是中断控制，这个 AXI GPIO IP 的全局中断控制：

 

IPIER 也是中断控制，可以理解为，GPIO 和 GPIO2 单独的控制：

 

IPISR 是中断状态：

 

5.2、Code

OK，现在知道了这个 IP 的寄存器用法和绝对地址，而且硬件也 Ready了，那么咱们就可以动起来了，代码上：

XGpioPs Gpio;
 
#define RD_32BIT_REG(addr)           (*(volatile uint32_t *)(addr))
#define WR_32BIT_REG(addr, value)    (*(volatile uint32_t *)(addr)) = (value)
 
#define STEPH_MIO_0			0
#define STEPH_MIO_1			13
 
#define STEPH_EMIO_0		54
#define STEPH_EMIO_1		55
#define STEPH_EMIO_2		56
#define STEPH_EMIO_3		57
 
#define MIO_OUTPUT			1
#define MIO_INPUT			0
 
#define MIO_OUTPUT_EN		1
#define MIO_OUTPUT_DIS		0
 
/* Accroding to the system.hdf file axi_gpio_0 */
#define AXI_GPIO_0_BASE_ADDR        0x41200000
#define GPIO_DATA_OFFSET            0x00
#define GPIO_TRI_OFFSET             0x04
#define GPIO_2_DATA_OFFSET          0x08
#define GPIO_2_TRI_OFFSET           0x0C
#define GIER_OFFSET                 0x11C
#define IP_ISR_OFFSET               0x120
#define IP_IER_OFFSET               0x128
 
static void Steph_AXI_GPIO_Init(void)
{
    // Set as output
    WR_32BIT_REG(AXI_GPIO_0_BASE_ADDR + GPIO_TRI_OFFSET, 0x00);
}
 
static void Steph_AXI_LED_On(void)
{
    WR_32BIT_REG(AXI_GPIO_0_BASE_ADDR + GPIO_DATA_OFFSET, 0x00);
}
 
static void Steph_AXI_LED_Off(void)
{
    WR_32BIT_REG(AXI_GPIO_0_BASE_ADDR + GPIO_DATA_OFFSET, 0x0F);
}
 
 
uint32_t Steph_LEDInit(void)
{
    XGpioPs_Config *ConfigPtr = NULL;
    int Status = XST_SUCCESS;
 
    ConfigPtr = XGpioPs_LookupConfig(GPIO_DEVICE_ID);
    if(!ConfigPtr)
    {
        xil_printf("XGpioPs_LookupConfig Error.\r\n");
        return XST_FAILURE;
    }
 
    Status = XGpioPs_CfgInitialize(&Gpio, ConfigPtr,
                        ConfigPtr->BaseAddr);
 
    if (Status != XST_SUCCESS) {
        xil_printf("XGpioPs_CfgInitialize Error.\r\n");
        return XST_FAILURE;
    }
 
    // For MIO
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, STEPH_MIO_0, MIO_OUTPUT);
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, STEPH_MIO_1, MIO_OUTPUT);
 
    XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, STEPH_MIO_0, MIO_OUTPUT_EN);
    XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, STEPH_MIO_1, MIO_OUTPUT_EN);
    xil_printf("Steph_LED MIO Initialize Finished...\r\n");
 
    // For EMIO
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, STEPH_EMIO_0, MIO_OUTPUT);
 
    XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, STEPH_EMIO_0, MIO_OUTPUT_EN);
    xil_printf("Steph_LED EMIO Initialize Finished...\r\n");
 
    Steph_AXI_GPIO_Init();
    xil_printf("Steph_LED AXI GPIO Initialize Finished...\r\n");
 
 
    return Status;
}
 
void LED_OFF(uint32_t pin)
{
    XGpioPs_WritePin(&Gpio, pin, 0x1);
}
 
void LED_ON(uint32_t pin)
{
    XGpioPs_WritePin(&Gpio, pin, 0x0);
}

 

相关代码和工程在 gitee 持续更新：

https://gitee.com/stephenzhou-tech/Zynq7020_PS