Разработка программного обеспечения встраиваемых микропроцессорных систем, проектируемых на базе расширяемых вычислительных платформ семейства Zynq 7000 AP SoC фирмы Xilinx

PDF версия
Продолжаем цикл публикаций, посвященных вопросам проектирования микропроцессорных систем на базе кристаллов расширяемых вычислительных платформ Extensible Processing Platform (EPP) семейства Zynq 7000 AP SoC [1–9], выпускаемых фирмой Xilinx.

Все статьи цикла

В предыдущих публикациях этого цикла была приведена информация об основных этапах и различных средствах автоматизированного проектирования встраиваемых систем на основе указанных кристаллов [10], а также подробно рассмотрено поэтапное выполнение процесса разработки аппаратной части этих систем с помощью САПР серии Xilinx ISE Design Suite [11]. Настоящая статья знакомит с последовательностью разработки системного и прикладного программного обеспечения микропроцессорных систем, реализуемых на базе расширяемых вычислительных платформ семейства Zynq‑7000 AP SoC, в среде пакета Xilinx Software Development Kit (SDK).

 

Основные этапы разработки программного обеспечения для встраиваемых систем, проектируемых на базе расширяемых вычислительных платформ семейства Zynq‑7000 AP SoC

В общем случае процесс проектирования программного обеспечения для встраиваемых микропроцессорных систем, реализуемых на базе кристаллов расширяемых вычислительных платформ семейства Zynq‑7000 AP SoC, в среде пакета Xilinx Software Development Kit включает следующие основные этапы:

  • создание нового проекта программного обеспечения для разрабатываемой микропроцессорной системы;
  • импортирование информации о конфигурации аппаратной части проектируемой встраиваемой системы в состав созданного проекта программного обеспечения;
  • формирование исходных модулей пакета поддержки платы Board Support Package (BSP), включая спецификацию программной платформы разрабатываемой системы;
  • компиляцию исходных модулей и сборку пакета BSP;
  • генерацию начального загрузчика (загрузчика первого уровня) First Stage Boot Loader (FSBL);
  • создание нового проекта прикладных программ;
  • разработку исходного кода прикладных программ;
  • компиляцию исходного кода прикладных программ;
  • генерацию исполняемого кода прикладных программ;
  • отладку прикладных программ;
  • генерацию загрузочного образа программного обеспечения;
  • загрузку сгенерированного образа программного обеспечения в кристалл расширяемой вычислительной платформы семейства Zynq‑7000 AP SoC, установленный на плате инструментального модуля;
  • верификацию сформированного программного обеспечения на аппаратном уровне с применением инструментальных отладочных средств [12, 13, 14];
  • запись сгенерированного образа программного обеспечения в энергонезависимую память, используемую для загрузки разработанной системы в штатном режиме функционирования.

 

Импортирование информации о конфигурации аппаратной части проектируемой встраиваемой системы в среду разработки программного обеспечения Xilinx SDK

Процесс создания программного обеспечения для проектируемой встраиваемой системы в среде пакета Xilinx Software Development Kit начинается с импортирования информации о сформированной конфигурации аппаратной части этой системы. Активизация средств Xilinx SDK и запуск процедуры импортирования может осуществляться двумя способами — автоматически или вручную. Автоматический старт средств разработки программного обеспечения инициируется в среде проектирования аппаратной части создаваемой встраиваемой системы (Xilinx ISE Design Suite, PlanAhead Design and Analysis Tool или Xilinx Vivado Design Suite) при выполнении процесса экспортирования сформированной спецификации аппаратной платформы и конфигурационной последовательности. Для этого необходимо, чтобы индикатор состояния параметра автоматического запуска средств Xilinx SDK процесса экспортирования Launch SDK after Export был установлен в положение «включено» [11]. Чтобы вручную автономно открыть средства проектирования програм-много обеспечения встраиваемых микропроцессорных систем, следует воспользоваться ярлыком Конопка, расположенным на Рабочем столе компьютера, или командной строкой Xilinx Software Development Kit в панели меню «Программы» (Programs), доступ к которой открывает нажатие кнопки «Пуск» (Start) операционной системы Windows XP/Windows 7. Указанная строка находится в подразделе EDK раздела ISE Design Suite программной группы Xilinx Design Tools.

Независимо от выбранного способа запуска активизация средств Xilinx SDK начинается с вывода на экран диалоговой панели с заголовком Workspace Launcher, вид которой приведен на рис. 1.

Определение рабочего каталога создаваемого проекта программного обеспечения

Рис. 1. Определение рабочего каталога создаваемого проекта программного обеспечения

В представленной диалоговой панели необходимо определить название рабочего каталога, в котором будет сохраняться создаваемый проект программного обеспечения для разрабатываемой микропроцессорной системы. Название требуемого каталога можно указать с помощью клавиатуры непосредственно в поле редактирования значения параметра Workspace после его активизации. Кроме того, рабочий каталог можно выбрать из выпадающего списка ранее используемых разделов, открываемого при нажатии кнопки управления, расположенной в правой части указанного поля редактирования. Для поиска или создания нужного каталога на диске целесообразно также воспользоваться стандартной панелью навигации по дискам компьютера, которая выводится на экран при нажатии клавиши Browse, находящейся справа от поля редактирования параметра Workspace (рис. 1). По умолчанию при автоматическом запуске средств Xilinx SDK в качестве рабочего каталога проекта программного обеспечения предлагается раздел Workspace — он создается в той же папке, где хранится рабочий каталог проекта аппаратной части разрабатываемой встраиваемой системы. При автономной активизации средств проектирования программного обеспечения микропроцессорных систем предлагается по умолчанию тот же рабочий каталог, что использовался в предыдущем сеансе их функционирования.

Процедура определения названия рабочего каталога для проекта программного обеспечения завершается нажатием клавиши ОК, находящейся в нижней части диалоговой панели Workspace Launcher. После этого открывается основное окно средств Xilinx SDK, первоначальный вид которого зависит от способа запуска и указанного рабочего каталога. При автономной активизации среды проектирования программного обеспечения и создании нового рабочего каталога в основном окне отображается титульная страница с названием Welcome, чей вид изображен на рис. 2. На этой странице содержатся гиперссылки, которые предоставляют доступ к документации средств Xilinx SDK, online-ресурсам технической поддержки и форумам, посвященным вопросам разработки программного обеспечения микропроцессорных систем, проектируемых на базе кристаллов программируемой логики и расширяемых вычислительных платформ фирмы Xilinx.

Вид титульной страницы основного окна средств Xilinx SDK

Рис. 2. Вид титульной страницы основного окна средств Xilinx SDK

После закрытия титульной страницы основное окно средств Xilinx SDK приобретает вид, показанный на рис. 3. В левой части этого окна при использовании настроек его конфигурации, установленных по умолчанию, расположена встроенная панель Project Explorer, предназначенная для отображения иерархической структуры разрабатываемого проекта программного обеспечения. В указанной панели в интерактивной форме представлена информация обо всех компонентах программного обеспечения, которые формируются в рабочем каталоге проекта (Workspace). При создании нового рабочего каталога встроенная панель Project Explorer первоначально не содержит никакой информации из-за отсутствия открытого проекта (рис. 3).

Вид основного окна средств Xilinx SDK при создании нового рабочего каталога

Рис. 3. Вид основного окна средств Xilinx SDK при создании нового рабочего каталога

Для формирования нового проекта программного обеспечения разрабатываемой микропроцессорной системы необходимо выделить пункт File главного меню основного окна средств Xilinx SDK, затем в одноименном открывшемся всплывающем меню нужно выбрать команду New, при выполнении которой выводится всплывающее меню следующего уровня (рис. 4). Для открытия этого меню можно также воспользоваться кнопкой быстрого доступа кнопка, совмещенной с кнопкой кнопка, расположенной на оперативной панели управления. В появившемся всплывающем меню следует выбрать строку Project, в результате чего на экране появляется диалоговая панель с заголовком New Project, первоначальный вид которой демонстрирует рис. 4.

Создание нового проекта программного обеспечения в среде Xilinx SDK

Рис. 4. Создание нового проекта программного обеспечения в среде Xilinx SDK

Открывшаяся диалоговая панель предоставляет возможность выбора типа создаваемого проекта и запуска соответствующего «мастера». Чтобы сформировать проект программного обеспечения для встраиваемых систем, разрабатываемых на основе кристаллов программируемой логики и расширяемых вычислительных платформ фирмы Xilinx, в диалоговой панели New Project нужно развернуть раздел Xilinx, как показано на рис. 5.

Рис. 5. Формирование нового проекта программного обеспечения для встраиваемых систем, реализуемых на базе кристаллов фирмы Xilinx

Рис. 5. Формирование нового проекта программного обеспечения для встраиваемых систем, реализуемых на базе кристаллов фирмы Xilinx

Для импортирования информации о конфигурации аппаратной части проектируемой микропроцессорной системы необходимо выделить строку Hardware Platform Specification, после чего перейти к следующей диалоговой панели «мастера» создания нового проекта, нажав клавишу «Далее» (Next), расположенную в нижней части диалоговой панели New Project. Открывшаяся диалоговая панель с названием New Hardware Project, вид которой изображен на рис. 6, позволяет указать место расположения на диске файлов, содержащих информацию о конфигурации аппаратной части разрабатываемой встраиваемой системы. Для этого следует воспользоваться клавишей Browse, находящейся справа от поля редактирования значения параметра Target Hardware Specification.

Вид диалоговой панели New Hardware Project

Рис. 6. Вид диалоговой панели New Hardware Project

После нажатия указанной кнопки на экране появляется стандартная панель навигации по дискам компьютера, с помощью которой нужно найти файл с названием <идентификатор_процессорного_блока>.xml, сгенерированный средствами проектирования аппаратной части разрабатываемой системы Xilinx ISE Design Suite, PlanAhead Design and Analysis Tool или Xilinx Vivado Design Suite. Этот файл сохраняется в разделе <идентификатор_процессорного_блока>\SDK\SDK_Export\hw рабочего каталога проекта аппаратной части при выполнении процесса экспортирования аппаратной платформы и конфигурационной последовательности проектируемой системы в среду комплекса Xilinx Software Development Kit [11]. После закрытия стандартной панели навигации идентификаторы файлов описания аппаратной части разрабатываемой встраиваемой системы автоматически отображаются в соответствующих полях редактирования диалоговой панели New Hardware Project с указанием полных путей доступа к этим файлам. В качестве примера на рис. 7 представлен вид диалоговой панели New Hardware Project при импортировании информации о конфигурации аппаратной части простейшей системы сбора и обработки данных, чей процесс разработки был подробно рассмотрен в [11].

Вид диалоговой панели New Hardware Project при импортировании информации о конфигурации аппаратной части простейшей системы сбора и обработки данных

Рис. 7. Вид диалоговой панели New Hardware Project при импортировании информации о конфигурации аппаратной части простейшей системы сбора и обработки данных

В поле редактирования значения параметра Project name приводится название проекта аппаратной части встраиваемой системы, для которой создается программное обеспечение. По умолчанию предлагается название в виде <идентификатор_процессорного_блока_в_проекте аппаратной_части>_hw_platform. Поле редактирования значения параметра Location содержит информацию о месте расположения файлов создаваемого проекта. Это поле находится в заблокированном состоянии, недоступном для редактирования, если индикатор состояния параметра Use default location установлен в положение «включено». При необходимости изменения предлагаемого раздела на диске следует переключить указанный индикатор состояния в положение «выключено», а затем воспользоваться клавиатурой или клавишей Browse, которая находится справа от поля редактирования значения параметра Location. В поле редактирования значения параметра Target Hardware Specification представлен идентификатор файла, содержащего специ-фикацию аппаратной платформы разрабатываемой системы в формате xml, включающий полный путь доступа к нему.

Для того чтобы указать информацию об используемом файле конфигурационной последовательности аппаратной части проектируемой микропроцессорной системы, реализуемой на базе ресурсов программируемой логики кристалла расширяемой вычислительной платформы, нужно развернуть раздел Bitstream and BMM File диалоговой панели New Hardware Project. Для этого необходимо расположить курсор на изображении пиктограммы , находящейся в начале строки Bitstream and BMM File, и щелкнуть левой кнопкой мыши. В результате выполненных действий диалоговая панель New Hardware Project принимает вид, приведенный на рис. 7. Идентификатор используемого файла конфигурационной последовательности указывается в поле редактирования значения параметра Bitstream. По умолчанию в этом поле предлагается название файла битовой последовательности, расположенного в том же разделе, что и импортируемая спецификация аппаратной платформы. Для выбора иного файла следует с помощью клавиатуры ввести его идентификатор с указанием полного пути доступа к нему или воспользоваться стандартной панелью навигации, открываемой с помощью клавиши Browse, находящейся справа от поля редактирования значения параметра Bitstream.

Поле редактирования значения параметра BMM File, которое также представлено в развернутой диалоговой панели New Hardware Project, позволяет определить идентификатор файла, содержащего информацию, записываемую в элементы блочной памяти Block RAM, используемые в составе конфигурируемой аппаратной части разрабатываемой встраиваемой системы. Полное название требуемого файла указывается теми же способами, что и значение параметра Bitstream.

После ввода информации о файле, содержащем спецификацию аппаратной платформы проектируемой системы, становится доступной клавиша «Готово» (Finish), расположенная в нижней части диалоговой панели New Hardware Project. Для активизации процесса импортирования информации о конфигурации аппаратной части проектируемой встраиваемой системы в среду разработки программного обеспечения Xilinx Software Development Kit необходимо нажать указанную кнопку. После завершения процесса импортирования основное окно средств Xilinx SDK принимает вид, представленный на рис. 8. В этом окне автоматически открывается вкладка с названием system.xml, где отображаются сведения о спецификации аппаратной платформы встраиваемой микропроцессорной системы, для которой будет формироваться необходимое программное обеспечение.

Вид основного окна средств Xilinx SDK после завершения процесса импортирования информации о конфигурации аппаратной части проектируемой системы

Рис. 8. Вид основного окна средств Xilinx SDK после завершения процесса импортирования информации о конфигурации аппаратной части проектируемой системы

При запуске средств Xilinx SDK из среды разработки аппаратной части создаваемой встраиваемой системы Xilinx ISE Design Suite, PlanAhead Design and Analysis Tool или Xilinx Vivado Design Suite процесс создания соответствующего проекта програм-много обеспечения осуществляется автоматически после определения места расположения его рабочего каталога. Данный процесс выполняется в пакетном режиме без вывода на экран диалоговых панелей, представленных на рис. 4–7. Таким образом, в случае автоматического запуска среды проектирования программного обеспечения после закрытия диалоговой панели с заголовком Workspace Launcher (рис. 1) основное окно средств Xilinx SDK приобретает вид, изображенный на рис. 8.

Кроме спецификации аппаратной платформы разрабатываемой встраиваемой системы, представленной в формате xml, в состав проекта программного обеспечения, создаваемого в среде Xilinx SDK, в ходе процесса импортирования автоматически добавляется файл описания конфигурации процессорного блока в формате html. Чтобы открыть этот файл, следует расположить курсор в строке ps7_init.html, которая представлена во встроенной панели Project Explorer, и дважды щелкнуть левой кнопкой мыши. При этом в основном окне средств Xilinx SDK добавляется новая вкладка с названием Zynq PS Configuration Detail, первоначальный вид которой демонстрирует рис. 9.

Отображение информации о конфигурации мультиплексируемых выводов кристалла семейства Zynq 7000 AP SoC в составе проектируемой системы

Рис. 9. Отображение информации о конфигурации мультиплексируемых выводов кристалла семейства Zynq 7000 AP SoC в составе проектируемой системы

В разделе Peripheral Selected, расположенном в верхней части открывшейся вкладки, перечислены периферийные интерфейсы процессорного блока, которые задействованы в составе аппаратной части проектируемой микропроцессорной системы. Далее приведены гиперссылки, предоставляющие возможность быстрого перехода к основным разделам отображаемой информации. Гиперссылка MIO Configuration Table позволяет открыть одноименную таблицу, в которой содержатся сведения о параметрах конфигурирования мультиплексируемых выводов кристалла семейства Zynq‑7000 AP SoC, применяемых в составе разрабатываемой встраиваемой системы. Вид этой таблицы представлен на рис. 9.

Для перехода к таблице, содержащей информацию об используемых периферийных интерфейсах процессорного блока, следует воспользоваться гиперссылкой Zynq Peripheral Configuration. Структура указанной таблицы, имеющей одноименное название, показана на рис. 10.

Отображение информации о периферийных интерфейсах процессорного блока, используемых в составе проектируемой системы

Рис. 10. Отображение информации о периферийных интерфейсах процессорного блока, используемых в составе проектируемой системы

Для того чтобы получить информацию об интерфейсах памяти процессорного блока, задействованных в составе аппаратной части проектируемой микропроцессорной системы, и параметрах их конфигурации, нужно расположить курсор на тексте гиперссылки DDR Configuration Information и щелкнуть левой кнопкой мыши. Информация о параметрах конфигурации контроллера интерфейса динамической памяти и соответствующих элементов оперативной памяти отображается в двух таблицах с названиями DDR Controller Configuration и Memory Part Configuration соответственно. Вид этих таблиц приведен на рис. 11.

Отображение информации о параметрах конфигурации контроллера интерфейса и элементах оперативной памяти

Рис. 11. Отображение информации о параметрах конфигурации контроллера интерфейса и элементах оперативной памяти

Вместе с информацией о конфигурации аппаратной части разрабатываемой встраиваемой системы в состав рабочего каталога проекта программного обеспечения в процессе импортирования записываются два файла с идентификаторами ps7_init.c и ps7_init.h. Эти файлы генерируются автоматически САПР Xilinx ISE Design Suite, PlanAhead Design and Analysis Tool или Xilinx Vivado Design Suite при выполнении операции экспортирования спецификации аппаратной части проектируемой микропроцессорной системы в среду разработки программного обеспечения. Файл ps7_init.c содержит исходный код на языке С программ инициализации процессорного блока Processing System (PS) кристалла расширяемой вычислительной платформы. Для просмотра и редактирования сформированного кода в среде интегрированного редактора Xilinx SDK следует расположить курсор в строке с названием этого файла, которая представлена во встроенной панели Project Explorer, и дважды щелкнуть левой кнопкой мыши. В результате выполненных действий в основном окне среды проектирования программного обеспечения появляется новая вкладка, название которой совпадает с идентификатором файла программ инициализации для процессорного блока PS кристалла семейства Zynq‑7000 AP SoC, чей вид демонстрирует рис. 12.

Отображение исходного кода программ инициализации для процессорного блока PS кристалла семейства Zynq 7000 AP SoC

Рис. 12. Отображение исходного кода программ инициализации для процессорного блока PS кристалла семейства Zynq 7000 AP SoC

Файл ps7_init.h включает выражения декларации программ инициализации для процессорного блока кристалла расширяемой вычислительной платформы, а также определения значений установочных параметров, используемых в указанных программах. Чтобы открыть этот файл с помощью встроенного редактора среды проектирования программного обеспечения, нужно поместить курсор в строке с его идентификатором и дважды щелкнуть левой кнопкой мыши. После этого в основном окне средств Xilinx SDK появляется новая вкладка с названием ps7_init.h, в которой отображается исходный код выражений декларации программ инициализации и определения установочных параметров (рис. 13). Кроме того, на вкладке Outline, расположенной в левой части основного окна среды разработки программного обеспечения, приводится интерактивный список всех определяемых параметров, позволяющий быстро найти соответствующие выражения в исходном коде, отображаемом на вкладке окна редактирования.

Отображение исходного кода декларации программ инициализации и определения значений установочных параметров

Рис. 13. Отображение исходного кода декларации программ инициализации и определения значений установочных параметров

 

Подготовка исходных данных для формирования пакета поддержки платы Board Support Package

Для того чтобы приступить к формированию нового пакета поддержки платы Board Support Package, нужно, прежде всего, в главном меню основного окна средств Xilinx SDK выделить пункт File, затем в появившемся одноименном всплывающем меню необходимо выбрать команду New или воспользоваться кнопкой быстрого доступа , совмещенной с кнопкой , расположенной на оперативной панели управления. В результате на экран выводится всплывающее меню следующего уровня, в котором следует выбрать строку Board Support Package, как показано на рис. 14.

Создание нового пакета поддержки платы Board Support Package

Рис. 14. Создание нового пакета поддержки платы Board Support Package

После этого открывается диалоговая панель с названием New Board Support Package Project, предназначенная для ввода исходной информации, необходимой для создания нового пакета поддержки платы BSP. В открывшейся панели рекомендуется в первую очередь указать в поле редактирования параметра Project name название формируемого пакета BSP. При этом в поле редактирования параметра Location следует уточнить место расположения одноименного раздела создаваемого пакета на диске. По умолчанию в данном поле редактирования для записи формируемого раздела BSP предлагается рабочий каталог проекта программного обеспечения, указанный в диалоговой панели с заголовком Workspace Launcher (рис. 1). В случае необходимости изменить предлагаемый каталог следует переключить индикатор состояния параметра Use default location, который по умолчанию находится в положении «включено», в выключенное положение. После этого нужно активизировать поле редактирования значения параметра Location и воспользоваться клавиатурой. Поиск требуемого каталога или создание новой папки выполняется также с помощью клавиши Browse, находящейся справа от поля редактирования значения параметра Location. Нажатие этой клавиши открывает стандартную панель навигации по дискам компьютера, в которой можно выбрать место расположения раздела для записи компонентов нового пакета поддержки платы.

Далее нужно указать исходную информацию об аппаратной платформе, на основе которой будут формироваться исходные модули пакета Board Support Package. Для этой цели надо воспользоваться полями выбора значений параметров Hardware Platform и CPU, представленными во встроенной панели Target Hardware (рис. 14). Поле выбора значения параметра Hardware Platform предназначено для определения аппаратной платформы, для которой создается пакет поддержки платы. По умолчанию в этом поле выбора предлагается название проекта, указанное в поле редактирования значения параметра Project name диалоговой панели New Hardware Project (рис. 7) при импортировании информации о конфигурации аппаратной части разрабатываемой микропроцессорной системы. В поле выбора значения параметра CPU следует указать идентификатор процессорного ядра, для которого предназначен формируемый пакет Board Support Package. Выпадающий список возможных значений этого параметра для кристаллов семейства Zynq‑7000 AP SoC содержит два варианта: ps7_cortexa9_0 и ps7_cortexa9_1. По умолчанию в данном поле выбора предлагается ядро ps7_cortexa9_0 процессорного блока PS кристалла расширяемой вычислительной платформы.

Заключительным шагом в процессе ввода информации, необходимой для формирования исходных модулей пакета поддержки платы, является определение типа операционной системы, в среде которой должно функционировать создаваемое программное обеспечение. Для этой цели предназначено поле выбора значения параметра Board Support Package OS. Для программного обеспечения, функционирующего автономно без операционной системы, в этом поле выбора предлагается вариант standalone. Ввод информации, необходимой для создания исходных модулей пакета Board Support Package, завершается нажатием клавиши «Готово» (Finish), расположенной в нижней части диалоговой панели New Board Support Package. После этого на экране появляется диалоговая панель с заголовком Board Support Package Settings, в которой нужно указать требуемые значения параметров конфигурации создаваемого пакета Board Support Package.

 

Определение параметров конфигурации создаваемого пакета поддержки платы Board Support Package

Первоначальный вид диалоговой панели, предназначенной для определения параметров формируемого пакета BSP, изображен на рис. 15.

Вид страницы Overview диалоговой панели параметров формируемого пакета BSP

Рис. 15. Вид страницы Overview диалоговой панели параметров формируемого пакета BSP

При первом открытии диалоговая панель Board Support Package Settings содержит только четыре основные страницы с названиями Overview, Configuration for OS, Drivers и CPU. Быстрый доступ к этим страницам предоставляет интерактивный список, расположенный в левой части рассматриваемой диалоговой панели. Для того чтобы открыть требуемую страницу диалоговой панели Board Support Package Settings, достаточно выделить в интерактивном списке строку с ее сокращенным названием. Каждая из этих страниц содержит соответствующую группу параметров конфигурации создаваемого пакета Board Support Package, представленных в виде таблицы.

Страница Overview предоставляет возможность уточнения версии выбранной операционной системы и определения списка библиотек, включаемых в состав формируемого пакета поддержки платы. Версия операционной системы, для которой создается пакет Board Support Package, указывается в поле выбора значения параметра OS Version. Выпадающий список этого поля выбора содержит номера всех версий используемой операционной системы, поддерживаемых средствами проектирования программного обеспечения встраиваемых систем Xilinx SDK.

Список библиотек, поддерживаемых выбранной версией операционной системы, приводится в форме таблицы, которая расположена во встроенной панели Supported Libraries (рис. 15). В этой таблице четыре колонки. В первой колонке, которая не имеет названия, отображаются индикаторы состояния, информирующие о включении соответствующих библиотек в состав формируемого пакета поддержки платы. Чтобы добавить требуемую библиотеку в состав создаваемого пакета Board Support Package, необходимо установить индикатор состояния, расположенный в строке с названием данной библиотеки, в положение «включено», отмеченное маркером. Вторая колонка с названием Name содержит идентификаторы поддерживаемых библиотек. В третьем столбце с названием Version отображаются номера версий этих библиотек. Каждая ячейка этой колонки представляет собой поле выбора, которое позволяет уточнить версию используемой библиотеки. Для изменения номера версии, предлагаемого по умолчанию, нужно активизировать (выделить) соответствующую ячейку колонки Version, указав ее курсором и щелкнув левой кнопкой мыши. После этого в правой части выделенной ячейки появляется кнопка управления выпадающим списком доступных версий, в котором следует выбрать требуемый вариант. В четвертом столбце с названием Description приводятся краткие описания назначения библиотек, перечисленных в первой колонке.

После выбора необходимых библиотек их названия появляются в списке страниц диалоговой панели Board Support Package Settings. Для определения параметров подключаемой библиотеки нужно открыть одноименную страницу, которая была автоматически добавлена в состав диалоговой панели параметров формируемого пакета BSP. Вид дополнительных страниц, имеющих заголовок Configuration for <идентификатор_библиотеки>, показан на рис. 16.

Вид страницы параметров подключаемых библиотек

Рис. 16. Вид страницы параметров подключаемых библиотек

Каждая из этих дополнительных страниц содержит таблицу, в которой сосредоточена информация о параметрах соответствующей библиотеки. В колонке Name этой таблицы отображаются идентификаторы параметров выбранной библиотеки. В ячейках столбца Value указаны текущие значения соответствующих параметров подключаемой библиотеки. Ячейки, входящие в состав колонки Default, содержат значения параметров, установленные по умолчанию. В столбце Type отображается тип значений соответствующих параметров. В ячейках, которые образуют колонку Description, приводятся краткие комментарии, поясняющие назначение параметров выбранной библиотеки. Для установки требуемых значений параметров следует активизировать соответствующую ячейку в колонке Value и ввести значение параметра с помощью клавиатуры или кнопки, появляющейся в правой части этих ячеек, которая открывает доступ к выпадающему списку возможных вариантов.

Страница Configuration for OS, чей вид изображен на рис. 17, позволяет установить необходимые значения параметров операционной системы, выбранной для создаваемого пакета поддержки платы. Здесь представлены, в частности, параметры, предназначенные для определения стандартных устройств ввода и вывода. Страница Configuration for OS содержит таблицу, которая имеет ту же структуру, что и таблица, расположенная на странице параметров подключаемых библиотек.

Вид страницы Configuration for OS диалоговой панели параметров формируемого пакета BSP

Рис. 17. Вид страницы Configuration for OS диалоговой панели параметров формируемого пакета BSP

На странице Drivers, вид которой демонстрирует рис. 18, представлена информация о драйверах всех периферийных устройств, включенных в состав спецификации аппаратной платформы разрабатываемой микропроцессорной системы MHS (Microprocessor Hardware Specification).

Вид страницы Drivers диалоговой панели параметров создаваемого пакета BSP

Рис. 18. Вид страницы Drivers диалоговой панели параметров создаваемого пакета BSP

Сведения о драйверах заносятся в таблицу, которая содержит четыре колонки с названиями Component, Component Type, Driver и Driver Version. В каждой ячейке, входящей в колонку Component, отображается идентификатор экземпляра компонента, включенного в состав спецификации MHS проектируемой встраиваемой системы. Ячейки, расположенные в колонке Component Type, содержат идентификаторы типов компонентов, перечисленных в спецификации MHS. В ячейках, которые относятся к столбцу Driver, указан идентификатор драйвера для соответствующего экземпляра компонента. Каждая ячейка этой колонки представляет собой поле выбора, в правой части которого появляется кнопка управления выпадающим списком возможных вариантов при выделении (активизации) ячейки. Нажатие на эту кнопку открывает на экране список идентификаторов доступных драйверов для соответствующего типа периферийного устройства. Выбор необходимого варианта осуществляется щелчком левой кнопкой мыши на соответствующей строке этого списка, после чего название выбранного драйвера будет отображаться в таблице. Колонка с названием Driver Version содержит сведения об используемых версиях драйверов периферийных устройств. Если какой-либо драйвер представлен в нескольких версиях, то соответствующая ячейка этого столбца содержит поле выбора, в правой части которого находится кнопка управления выпадающим списком возможных вариантов. Эта кнопка становится видимой при активизации соответствующей ячейки таблицы. Для выбора необходимой версии драйвера следует щелкнуть левой кнопкой мыши на нужной строке выпадающего списка, после чего номер этой версии будет отображаться в текущей ячейке таблицы. При открытии страницы Drivers диалоговой панели параметров формируемого пакета поддержки платы все ячейки в таблице, представленной на этой странице, заполняются автоматически на основании информации, содержащейся в спецификации аппаратной части проектируемой микропроцессорной системы. Для изменения автоматически назначенного драйвера или его версии следует воспользоваться кнопками управления выпадающим списком, представленными в ячейках, расположенных в колонках Driver и Driver Version соответственно.

Страница CPU, вид которой приведен на рис. 19, содержит параметры конфигурации пакета поддержки платы, ассоциируемые с микропроцессорным ядром проектируемой встраиваемой системы. На этой странице представлены, в частности, параметры, определяющие командную строку запуска компилятора для используемого микропроцессорного ядра, а также дополнительные опции применяемого компилятора. Информация об указанных параметрах приведена в форме таблицы, которая содержит те же колонки, что и таблица параметров подключаемых библиотек.

Вид страницы CPU диалоговой панели параметров создаваемого пакета BSP

Рис. 19. Вид страницы CPU диалоговой панели параметров создаваемого пакета BSP

Установив требуемые значения параметров конфигурации создаваемого пакета поддержки платы, следует подтвердить их нажатием клавиши ОК, которая расположена в нижней части диалоговой панели Board Support Package Settings (рис. 15–19). После закрытия указанной диалоговой панели осуществляется автоматическое формирование исходных модулей создаваемого пакета BSP. При этом основное окно средств разработки программного обеспечения Xilinx SDK приобретает вид, представленный на рис. 20.

Вид основного окна средств Xilinx SDK после установки параметров создаваемого пакета BSP

Рис. 20. Вид основного окна средств Xilinx SDK после установки параметров создаваемого пакета BSP

Во встроенной панели Project Explorer добавляется новый раздел, название которого совпадает с идентификатором формируемого пакета поддержки платы, а также автоматически открывается вкладка с названием system.mss, где отображается информация о конфигурации этого пакета. В верхней части указанной вкладки расположена клавиша Modify this BSP’s Settings, предоставляющая возможность изменять параметры конфигурации создаваемого пакета поддержки платы. При нажатии этой клавиши на экране вновь появляется диалоговая панель Board Support Package Settings, которая позволяет скорректировать установленные ранее значения параметров.

Литература
  1. Зотов В. Расширение семейства программируемых систем на кристалле Zynq‑7000 AP SoC // Компоненты и технологии. 2013. № 12. 2014. № 1.
  2. Zynq‑7000 All Programmable SoC Overview. Advance Product Specification. — Xilinx, 2013.
  3. Zynq‑7000 All Programmable SoC (XC7Z010, XC7Z015, and XC7Z020): DC and AC Switching Characteristics. — Xilinx, 2013.
  4. Zynq‑7000 All Programmable SoC (XC7Z030, XC7Z045, and XC7Z100): DC and AC Switching Characteristics. — Xilinx, 2013.
  5. Zynq‑7000 All Programmable SoC Technical Reference Manual. — Xilinx, 2013.
  6. Zynq‑7000 All Programmable SoC: Concepts, Tools, and Techniques (CTT) A Hands-On Guide to Effective Embedded System Design. — Xilinx, 2013.
  7. Zynq‑7000 All Programmable SoC Software Developers Guide. — Xilinx, 2013.
  8. Zynq‑7000 All Programmable SoC PCB Design and Pin Planning Guide. — Xilinx, 2013.
  9. 7 Series FPGAs and Zynq‑7000 All Programmable SoC XADC Dual 12‑Bit 1 MSPS Analog-to-Digital Converter User Guide. — Xilinx, 2012.
  10. Зотов В. Средства автоматизированного проектирования и этапы разработки встраиваемых микропроцессорных систем на базе расширяемых процессорных платформ семейства Zynq‑7000 AP SoC // Компоненты и технологии. 2014. № 2–3.
  11. Зотов В. Проектирование встраиваемых микропроцессорных систем на базе расширяемых процессорных платформ семейства Zynq‑7000 AP SoC в САПР Xilinx ISE Design Suite // Компоненты и технологии. 2014. № 4–12. 2015. № 1.
  12. Зотов В. Аппаратные средства разработки и отладки встраиваемых микропроцессорных систем, проектируемых на основе расширяемых вычислительных платформ фирмы Xilinx семейства Zynq‑7000 AP SoC // Компоненты и технологии. 2013. № 1.
  13. Зотов В. ZedBoard — эффективный инструмент разработки и отладки встраиваемых микропроцессорных систем, проектируемых на основе расширяемых вычислительных платформ фирмы Xilinx семейства Zynq‑7000 AP SoC // Компоненты и технологии. 2013. № 6.
  14. Зотов В. MicroZed — семейство унифицированных модулей для отладки и реализации встраиваемых микропроцессорных систем, проектируемых на основе платформ фирмы Xilinx серии Zynq‑7000 AP SoC // Компоненты и технологии. 2013. № 11.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *