本文主要是介绍ZYNQ 7020 学习记录-1点灯,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
系列文章目录
1.点灯
文章目录
- 系列文章目录
- 前言
- 一、ZYNQ是什么?
- 二、FPGA开发流程
- 1.流程图
- 2.工程管理
- 3.需求分析
- 4.系统框图
- 5.编写RTL代码
- 6.Modelsim 手动仿真
- 7.Vivado工程
- 总结
前言
由于研究生课题组所研制的设备HIGH-POWER SHM SYSTEM是基于ZYNQ的,以下是本人自学ZYNQ的学习记录,所用板卡为:基于 XILINX ZYNQ7000 开发平台的开发板(型号:AX7021B) 2022 款。
一、ZYNQ是什么?
1.FPGA
现场可编程门阵列,是一种以数字电路为主的集成电路芯片,属于可编程逻辑器件。
2.单片机和FPGA
3.Soc
直译是“芯片级系统”,通常简称“片上系统”。,把各种元件整合到一个芯片上。
4.ZYNQ
全可编程片上系统,是一款基于ARM处理器的SoC
二、FPGA开发流程
1.流程图
2.工程管理
1.开发过程中使用的辅助文档文件(如绘图软件绘制的波形图文件等),该类文件存放的文件夹我们
命名为 doc;
2.新建工程及产生的文件,该类文件存放的文件夹我们命名为prj;
3.开发过程中的 RTL 代码文件,该类文件存放的文件夹我们命名为 rtl;
4.仿真工程与仿真文件,该类文件存放的文件夹我们命名为sim;
下面我们以点亮 led 灯为例,新建的工程文件管理模板截图如下所示。因为我们使用的 FPGA 开发工具
对工程的路径比较敏感,所以工程路径除了英文、数字以及下划线等,不要出现中文或者其它特殊字符,否则 FPGA 开发工具无法识别工程路径。
3.需求分析
按下按键,灯就亮。
4.系统框图
查阅资料发现,按键KEY2 连接到 ZYNQ 芯片 PL 的 IO 管脚上。按键按下,信号为低, ZYNQ 芯片就是
检测到低电平来判断按键是否按下。
查阅资料发现,当连接用户 LED 灯的 IO电压为高时,用户 LED 灯熄灭,当连接 IO 电压为低时,用户 LED 会被点亮。
于是我们可以得出以下结论:
5.编写RTL代码
led.v
module led(input key, //输入按键,默认高电平;//ZYNQ 引脚名:B35_L9_N;ZYNQ 引脚号:A17output led //输出led,低电平点亮//ZYNQ 引脚名:B35_L9_P;ZYNQ 引脚号:A16);assign led = key;endmodule
6.Modelsim 手动仿真
编写TestBench,用来验证功能模块的设计是否符合预期:
1.向被测功能模块的输入接口添加激励;
2.例化;
3.判断输出是否满足预期。
`timescale 1ns/1ns //单位/精度module tb_led();reg key;
wire led;initial beginkey <= 1'b1;#200key <= 1'b0;#500key <= 1'b1; #1000 key <= 1'b0;#1000key <= 1'b1;
endled u_led(.key (key),.led (led));endmodule
一般输入信号定义为寄存器类型(reg),一般输出信号定义为线型(wire)。
编译:
仿真设置:
仿真结果与代码所书写表现一致:
7.Vivado工程
1.新建工程
增添编写好的rtl文件:
器件选型,我使用的板卡为:xc7z020clg484-2
2.分析与综合
I/O分配:
(引脚约束是将FPGA模块的I/O端口与FPGA芯片的物理I/O引脚进行连接的过程。通过引脚约束,可以确保设计在FPGA上的正确实现,避免因引脚分配不当导致的时序问题或功能错误。)
这里根据查阅引脚图,可以看到我使用的板卡key的引脚为A17,led灯的引脚为A16,且两者的供电电压均为3.3V
故配置管脚的电平标准为:LVCMOS33
保存后生成管脚约束文件:
进行综合:
综合后的原理图:
3.设计与实现
可以看见引脚已经有了映射:
4.下载验证
生成比特流文件:
将板卡如下图插入JTAG下载口,并连接到电脑:
点击连接:
烧录:
完结:
(学完车手真的变得好黑)
总结
以上就是今天要讲的内容,本文仅仅简单XILINX ZYNQ7020的使用,如有任何问题请发送邮件至:zelinliu@nuaa.edu.cn
这篇关于ZYNQ 7020 学习记录-1点灯的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!