一、基本概念&本節(jié)任務(wù)
0.寫在前面
(資料圖片僅供參考)
本來是想先做ov5640的LCD顯示實驗的，OV5640和LCD都能點亮了，但是我想當(dāng)然地把OV5640的數(shù)據(jù)直接接到了LCD上，顯示出來頻閃很厲害，不可用，還是先繼續(xù)學(xué)習(xí)AXI吧。開學(xué)之前爭取把AXI總線學(xué)完，能操作內(nèi)存或者直接內(nèi)存訪問的話，按幀存儲數(shù)據(jù)再讀出顯示可能會好很多。
1.本節(jié)任務(wù)
本章的實驗任務(wù)是 PS 將串口接收到的數(shù)據(jù)寫入 BRAM，然后從 BRAM 中讀出數(shù)據(jù)，并通過串口打印出來；與此同時，PL 從BRAM中同樣讀出數(shù)據(jù)，并通過ILA來觀察讀出的數(shù)據(jù)與串口打印的數(shù)據(jù)是否一致。
2.BRAM
BRAM（Block RAM）是PL部分的存儲器陣列，PS和PL通過對BRAM進(jìn)行讀寫操作，來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互。在PL中，通過輸出時鐘、地址、讀寫控制等信號來對BRAM 進(jìn)行讀寫操作；在PS中，處理器并不需要直接驅(qū)動BRAM的端口，而是通過AXI ?BRAM控制器來對BRAM進(jìn)行讀寫操作。
對于少量、不連貫數(shù)據(jù)，使用BRAM是很好的選擇，而對于大量連續(xù)的數(shù)據(jù)，ZYNQ7020只有4.9Mb的BRAM，使用DMA（直接內(nèi)存訪問）是更好的選擇，這個過后會學(xué)到。
AXI BRAM IP核簡介，可以配置為AXI4或AXI4 Lite接口。
二、程序設(shè)計
1.Vivado
①新建工程
添加BRAM控制器、BRAM、PS IP核
可以選擇關(guān)掉ECC、安全電路
基本框架搭建完成
②創(chuàng)建讀BRAM IP核
新建一個帶AXI4接口的IP核
此時在IP Catalog中就有了剛才打包的IP核
由于選擇了生成一個帶AXI接口的IP核，VIVADO幫我們做好了AXI接口
新建設(shè)計文件，添加一個讀BRAM模塊（這里直接copy正點原子的代碼了）：
根據(jù)接口要求，在兩個上層模塊加入地址、時鐘、使能、復(fù)位等信號。
在AXI例化的模塊中加入RAM的端口
在第二層的模塊中例化bram讀取模塊，同時用寄存器0，1，2分別傳輸讀開始、起始地址、讀數(shù)據(jù)長度等信號。
③封裝IP核
修改好IP核后進(jìn)行刷新
對于我們新增的ram端口，我們可以把它封裝成一個總線。如果不封裝，在Block design中就需要一個一個連線。
對總線接口命名，官方給出了一些接口的類型，我們選擇BRAM，并對其進(jìn)行映射。
并在Parameters中加入主機類型，否則后續(xù)會報警告
④加入讀BRAM IP核
完成后重新封裝整個IP，并在原工程中加入這個IP核，此時可以看見BRAM的端口封裝好了（寄我才發(fā)現(xiàn)名字錯了）
與之前對應(yīng)的參數(shù)
在Address Editor中可以設(shè)置BRAM的大小，下面可以改為4K（字節(jié)），由于寬度為32位，所以深度為1024位，
⑤添加ILA
綜合好后點擊綜合選項的Set Up Debug，在Netlist中添加BRAM生成器的端口，我們在PL中讀端口B，所以加入端口B的地址、數(shù)據(jù)輸出、使能信號的端口，并選擇Domain時鐘。
深度為1024位
2.Vitis工程
在xparameters.h中，有BRAM控制器、BRAM、自定義IP核pl_bram_rd的各個參數(shù)。
在xbram_hw.h中定義了兩個函數(shù)如下所示，XBram_WriteReg用于向Bram寫數(shù)據(jù)，第一個參數(shù)為Bram器件基地址，第二個參數(shù)為要寫入數(shù)據(jù)的地址(我們選了4K大小，所以這里只能寫0~1023)，第三個參數(shù)為要寫入Bram的數(shù)據(jù)(最大32位)。
XBram_ReadReg用于向Bram讀數(shù)據(jù)，第一個參數(shù)為Bram器件基地址，第二個參數(shù)為要讀取數(shù)據(jù)的地址，返回讀出的數(shù)據(jù)。
①寫入Bram和PL讀Bram
這里的START_ADDR為0，BRAM_DATA_BYTE為4（即4字節(jié)），即i=0，每次從BRAM的0地址開始寫入數(shù)據(jù)。當(dāng)i小于4*總數(shù)據(jù)長度時，i=i+4。
即這里向BRAM寫入數(shù)據(jù)，每次的地址偏移量為4字節(jié)。
②讀Bram數(shù)據(jù)并發(fā)送至上位機
③完整代碼
④發(fā)送數(shù)據(jù)，觀察ILA
設(shè)置ILA觸發(fā)條件，在向開發(fā)板串口發(fā)送“WritetoBram”，開發(fā)板返回數(shù)據(jù)：
三、總結(jié)
春節(jié)過完不寫Vitis感覺都快忘了，由于不涉及PS的外設(shè)，所以這里不用在查找配置信息、初始化器件之類的了。過幾天繼續(xù)深挖AXI總線，學(xué)習(xí)AXI寫入DDR和DMA。