PYNQ原理（20190111）

本文主要是介绍PYNQ原理（20190111），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！

文章目录

1 常用指令
2 pynq+led demo复现
- 但是报错
- 原因
3 Zynq对PL编程方法
- 1 用FSBL，将bitstream集成到boot.bin
- 2 在U-BOOT下烧写PL
- 3 Linux下烧写PL
4 Linux下用文件IO的方式操作外设
- 4.1 操作GPIO
- 4.2 zybo控制led灯
- 4.3 使用面向 DEVCFG 的 Linux 驱动程序对 PL 进行编程
- 4.4 借助pynq 2.0
5 PL server

PYNQ runs on Linux which uses the following Zynq PS peripherals by default: SD Card to boot the system and host the Linux file system, Ethernet to connect to Jupyter notebook, UART for Linux terminal access, and USB
摘自https://pynq.readthedocs.io/en/latest/getting_started.html

1 常用指令

fdisk -l #查看磁盘
df -h #查看磁盘容量
cp /run/media/mmcblk0p2/home/zjm/zjm_download.py /home
PATH=$PATH:/run/media/mmcblk0p2/usr/bin 
在打开的vivado工程中，依次点击 File —》 Write Project to Tcl
file->export->export block design生成tcl文件
mount --bind /dev /run/media/mmcblk0p2/dev
mount --bind /sys /run/media/mmcblk0p2/sys
mount --bind /proc /run/media/mmcblk0p2/proc
chroot /run/media/mmcblk0p2/
cd /
ifconfig
jupyter notebook --allow-root --ip=192.168.137.24

2 pynq+led demo复现

摘自https://blog.csdn.net/bramblewalls/article/details/80045922
在这里插入图片描述

但是报错

RuntimeError Traceback (most recent call last)
in ()
----> 1 overlay = Overlay(’/home/xilinx/pynq/overlays/adder/adder.bit’)

/usr/local/lib/python3.6/dist-packages/pynq/overlay.py in init(self, bitfile_name, download, partial, ignore_version)
311 self._ip_map = _IPMap(description)
312 if download:
–> 313 self.download()
314
315 self.doc = _build_docstring(self._ip_map._description,

/usr/local/lib/python3.6/dist-packages/pynq/overlay.py in download(self)
350 Clocks.set_pl_clk(i)
351
–> 352 super().download()
353 PL.reset(self.parser)
354

/usr/local/lib/python3.6/dist-packages/pynq/pl.py in download(self)
1603
1604 “”"
-> 1605 self._download()
1606 if not self.partial:
1607 self._update_pl()

/usr/local/lib/python3.6/dist-packages/pynq/pl.py in _download(self)
1648 “”"
1649 if not os.path.exists(self.BS_FPGA_MAN):
-> 1650 raise RuntimeError(“Could not find programmable device”)
1651
1652 bin_file = os.path.basename(self.bitfile_name).replace(’.bit’, ‘.bin’)
RuntimeError: Could not find programmable device

原因

BS_FPGA_MAN = "/sys/class/fpga_manager/fpga0/firmware"
BS_FPGA_MAN_FLAGS = "/sys/class/fpga_manager/fpga0/flags"

没有对应的驱动

3 Zynq对PL编程方法

摘自http://xilinx.eetop.cn/viewnews-1887

1 用FSBL，将bitstream集成到boot.bin

用Xilinx SDK的Create Boot Image工具即可

2 在U-BOOT下烧写PL

U-BOOT中的命令”fpga load”和”fpga loadb”都可以。区别是前一个命令接受去掉了文件头的bitstream文件，后一个命令接受含有文件头的bitstream文件。

3 Linux下烧写PL

含有xdevcfg驱动，每次往DevCfg中写入4096字节，直到全部写完

cat <path_to_storage_media>/<pl_bitstream_name>.bit.bin > /dev/xdevcfg

比如说cat bitstream.bit > /dev/xdevcfg???是不是有问题？？？
驱动的原理DevCfg外设内部有自己的DMA，通过配置PL Image的基地址和长度到DevCfg寄存器，就可以完成Zynq-7000 PL Image的加载。

4 Linux下用文件IO的方式操作外设

4.1 操作GPIO

摘自http://blog.sina.com.cn/s/blog_7880d3350102w2um.html
先访问/sys/class/gpio目录，向export文件写入GPIO编号，使得该GPIO的操作接口从内核空间暴露到用户空间；GPIO的操作接口包括direction和value等，direction控制GPIO方向，而value可控制GPIO输出或获得GPIO输入。
文件IO方式操作GPIO，使用到了4个函数open、close、read、write。
如果没有/sys/class/gpio这个文件夹请在编译内核的时候加入Device Drivers-> GPIO Support ->/sys/class/gpio/… (sysfs interface)。
几个例子

导出
/sys/class/gpio# echo 44 > export
设置方向
/sys/class/gpio/gpio44# echo out > direction
查看方向
/sys/class/gpio/gpio44# cat direction
设置输出
/sys/class/gpio/gpio44# echo 1 > value
查看输出值
/sys/class/gpio/gpio44# cat value
取消导出
/sys/class/gpio# echo 44 > unexport

4.2 zybo控制led灯

摘自http://xilinx.eetrend.com/d6-xilinx/blog/2016-12/10780.html
之前做了一个叫myLed的IP，PS总线也分配了寻址地址，他写了myLed模块的硬件驱动程序，然后搭建了应用程序。
驱动程序myled.c链接: http://www.digilent.com.cn/info/18，交叉编译成myLed.ko，根据寻址地址更改了设备树文件
通过insmod和rmmod命令我们可以加载和卸载驱动模块，加载myled.ko模块后我们可以看到在/proc/目录下可以看到myled文件，向/proc/myled文件分别写入0x0F和0x00数据实现四个Led灯的亮灭，达到闪烁的效果。

4.3 使用面向 DEVCFG 的 Linux 驱动程序对 PL 进行编程

摘自https://china.xilinx.com/support/answers/46913.html

mknod /dev/xdevcfg c 259 0 > /dev/null
cat system.bit.bin > /dev/xdevcfg

cat ./led.bit > /dev/xdevcfg
要使用面向 devcfg 的 Linux 驱动程序对 PL 进行编程，比特流应转换为二进制。
此操作可使用 BootGen 工具。 BootGen 工具使用“BIF”输入文件，它可描述引导映像的结构。

https://forums.xilinx.com/t5/Embedded-Linux/dev-xdevcfg-on-Petalinux-2018-1/td-p/852748

cp /media/design_1_wrapper.bit.bin / lib / firmware / 
echo 8> / sys / class / fpga_manager / fpga0 / flags 
echo design_1_wrapper.bit.bin> / sys / class / fpga_manager / fpga0 / firmware

关键的区别是.bin文件用于加载而不是.bit文件，也确保将固件复制到/lib/firmware

https://www.element14.com/community/thread/68682/l/reconfigure-pl-through-petalinux-fpga-manager
这上面说cat bitstream.bit > /dev/xdevcfg即可
详情阅读https://xilinx-wiki.atlassian.net/wiki/spaces/A/pages/18841873/Linux+Drivers

4.4 借助pynq 2.0

BS_IS_PARTIAL = "/sys/devices/soc0/amba/f8007000.devcfg/is_partial_bitstream"
BS_XDEVCFG = "/dev/xdevcfg"def download(bitfile_name):# Compose bitfile name, open bitfilewith open(bitfile_name, 'rb') as f:buf = f.read()# Set is_partial_bitfile device attribute to 0with open(BS_IS_PARTIAL, 'w') as fd:fd.write('0')# Write bitfile to xdevcfg devicewith open(BS_XDEVCFG, 'wb') as f:f.write(buf)download("./led.bit")