PYNQ中MicroBlaze程序文件的加載過程

PYNQ中MicroBlaze程序文件的加載過程

警告：這篇文章可以做為專業(yè)人士飯后甜點，但是非專業(yè)人士

請火速撤離，以免造成永久性大腦皮層損傷。

在PYNQ的baseoverlay中添加了MicroBlaze,通過

MicroBlaze來配置PMOD和ardonio接口并驅動外部設備。但是平

常我們對MicroBlaze編程都是將MicroBlaze的代碼文件被硬件的

bitstream文件融合成一個文件下載到(FPGA)里面去執(zhí)行。但

是，在PYNQ里面顯然不是這樣的。PYNQ的邏輯部分也就是Overlay

都是在系統(tǒng)起來后動態(tài)加載的，再啟動MicroBlaze里面的程序。那

么這一切都是如何實現(xiàn)的呢？

首先在PYNQ的overlay里面的MicroBlaze使用的是雙端口

Block(RAM),PS端可以對這個RAM進行讀寫，那么問題就簡單

了，等。verlay配置完成，PS端再將二進制程序文件吸入的到

MicroBlaze指令存儲器里面，再復位MicroBlaze就可以了。

這一過程設計復雜的文件調用和地址映射。首先來看一下這一

功能在(Python)里面實現(xiàn)的。

首先我們看一個使用MicroBlaze的例子，以Pmod(ADC)為

例。測試代碼如下；

f(rom)pynq.overlays.baseimportBaseOverlay

frompynq.1ibimportPmod_ADC

base=BaseOverlay("base.bit")

if_id=input("Typeinthein(te)rfacelDused

(PMODAorPMODB)：”)

ifif_id.upper()=='PMODA'：

adc=Pmod_ADC(base.PMODA)

else：

adc=Pmod_ADC(base.PMODB)

先調用baseoverlay,這個不用說。接下來使用的一個

Pmod_ADC函數(shù)指定Pmod接口是A還是B。這個函數(shù)在pmod_adc.py

文件里，讓我們進如pmod_adc.py看一下這個函數(shù)：

PMOD_ADC_PROGRAM="pmod_adc.bin”

classPmodADC(object)：

def_init_(self,mb_info)：

self.microblaze=Pmod(mb_info,PMOD_ADC_PROGRAM)

self.Iog_running=0

這里面使用一個Pmod函數(shù)指定了所使用的程序文件，也就是

pmod_adc.bin。這程序是自己寫的MicroBlaze程序編譯生成的，可

以在SDK里面完成程序并編譯得到.bin文件。

在pmod.py文件里面我們可以看到Pmod函數(shù)通過super()函

數(shù)調用父PynqMicroblaze里面初始化函數(shù)。關于super()函數(shù)的

使用自行谷歌。

frompynq.libimportPynqMicroblaze

classPmod(PynqMicroblaze)：

def_init_(self,mb_info,mbprogram)：

ifnotos.path,isabs(mb_program)：

mb_program=os.path,join(BIN_L0CA(TI)ON,mb_program)

super().—init_(mb_info,mb_program)

在PynqMicroblaze里面，使用了PL.load_ip_data函數(shù)來載入

我們的二進制程序文件。并在載入完成后使用了run()函數(shù)，在

run()函數(shù)里面復位了Micro了aze。

classPynqMicroblaze：

defrun(self)：

self,states'RUNNING'

self.reset_(pi)n.write(0)

defprogram(self)：

self,reset()

PL.load_ip_data(self.ip_name,self,mbprogram,

zero=True)

ifself.interrupt：

self,interrupt,clear()

self,run()

讓我們再進入pl.py,會發(fā)現(xiàn)load_ip_data函數(shù)使用MMIO接

口函數(shù)寫入了程序文件。

defload_ip_data(cis,ip_name,data,zero=False)：

cis.client_request()

withopen(data,‘rb')asbin_file：

size=os.fstat(bin_file.fileno()).st_size

target_size=cls._ip_dict[ip_name][<addr_range,]

ifsize》target_size：

r(ai)seRunTImeError("BinaryfiletoobigforIP”)

mmio=MMI0(cis._ip_dict[ip_name]['phys_addr'],

target_size)

buf=bin_file.read(size)

mmio.write(0,buf)

ifzeroandsize^target_size：

mmio.write(size,b'\x00'*(tar