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OS and Libraries Document Collection
UG940 Vivado Design SuiteTutorialEmbedded Processor HardwareDesign
Table of Contents Revision History ......................................................................................................................................................2 Programming and Debugging Embedded Processors................................................................................................5 Overview.................................................................................................................................................................5 Hardware and Software Requirements..................................................................................................................5 Tutorial Design Descriptions...................................................................................................................................5 Locating Tutorial Design Files.................................................................................................................................7 Lab 1: Building a Zynq-7000 AP SoC Processor Design...............................................................................................8 Introduction............................................................................................................................................................8 Step 1: Start the Vivado IDE and Create a Project..................................................................................................8 Step 2: Create an IP Integrator Design ................................................................................................................ 10 Step 3: Debugging the Block Design.................................................................................................................... 17 Step 4: Generate HDL Design Files ...................................................................................................................... 20 Step 5: Implement Design and Generate Bitstream............................................................................................ 22 Step 6: Export Hardware to SDK.......................................................................................................................... 23 Step 7: Create a Software Application................................................................................................................. 24 Step 8: Run the Software Application ................................................................................................................. 26 Step 9: Connect to the Vivado Logic Analyzer..................................................................................................... 30 Conclusion ........................................................................................................................................................... 36 Lab Files............................................................................................................................................................... 36 Lab 2: Zynq-7000 AP SoC Cross-Trigger Design....................................................................................................... 37 Introduction......................................................................................................................................................... 37 Step 1: Start the Vivado IDE and Create a Project............................................................................................... 37 Step 2: Create an IP Integrator Design ................................................................................................................ 38 Step 3: Implement Design and Generate Bitstream............................................................................................ 47 Step 4: Export Hardware to SDK.......................................................................................................................... 48 Step 5: Build Application Code in SDK ................................................................................................................. 49 Step 6: Connect to Vivado Logic Analyzer........................................................................................................... 60 Step 7: Setting the Processor to Fabric Cross Trigger.......................................................................................... 63 Step 8: Setting the Fabric to Processor Cross-Trigger......................................................................................... 65 Conclusion ........................................................................................................................................................... 66 Lab Files............................................................................................................................................................... 67 Send Feedback Embedded Processor Hardware Design www.xilinx.com 4 UG940 (v2016.3) October 19, 2016 Lab 3: Using the Embedded MicroBlaze Processor................................................................................................. 68 Introduction......................................................................................................................................................... 68 Step 1: Invoke the Vivado IDE and Create a Project............................................................................................ 69 Step 2: Create an IP Integrator Design ................................................................................................................ 70 Step 3: Memory-Mapping the Peripherals in IP Integrator................................................................................. 82 Step 4: Validate Block Design .............................................................................................................................. 85 Step 5: Generate Output Products...................................................................................................................... 85 Step 6: Create a Top-Level Verilog Wrapper....................................................................................................... 86 Step 7: Take the Design through Implementation .............................................................................................. 87 Step 8: Exporting the Design to SDK.................................................................................................................... 87 Step 9: Create a “Peripheral Test” Application ................................................................................................... 88 Step 10: Executing the Software Application on a KC705 Board......................................................................... 94 Step 11: Connect to Vivado Logic Analyzer......................................................................................................... 99 Step 12: Setting the MicroBlaze to Logic Cross Trigger..................................................................................... 102 Step 13: Setting the Logic to Processor Cross-Trigger....................................................................................... 105 Conclusion ......................................................................................................................................................... 106 Lab Files............................................................................................................................................................. 106 Legal Notices.......................................................................................................................................................... 107 Please Read: Important Legal Notices............................................................................................................... 107
UG821 Zynq-7000 All Programmable SoC Software Developers Guide
Table of Contents
Chapter 1: Introduction to Programming with Zynq-7000 AP SoC Devices Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Architectural Decisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Operating System (OS) Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Chapter 2: Software Application Development Flows Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Software Tools Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Bare-Metal Device Driver Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Bare-Metal Application Development . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Linux Application Development . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Additional Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Chapter 3: Boot and Configuration 启动和配置 Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Boot Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Boot Stages. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Boot Image Creation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 BootROM Header Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Chapter 4: Linux Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Git Server and Gitk Command. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Linux BSP Contents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 U-Boot. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Appendix A: Using Bootgen Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 BIF File Syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Initialization Pairs and the INT File Attribute. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Encryption Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Authentication Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
UG1043 Embedded SystemTools ReferenceManual
Table of Contents Revision History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Chapter 1: Embedded System and Tools Architecture Overview Design Process Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Vivado Design Suite Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Software Development Kit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Chapter 2: GNU Compiler Tools Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Compiler Framework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Common Compiler Usage and Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 MicroBlaze Compiler Usage and Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 ARM Cortex-A9 Compiler Usage and Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Other Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Chapter 3: Xilinx System Debugger SDK System Debugger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Xilinx System Debugger Command-Line Interface (XSDB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Chapter 4: Flash Memory Programming Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Program Flash Utility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Other Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Appendix A: GNU Utilities General Purpose Utility for MicroBlaze Processors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Utilities Specific to MicroBlaze Processors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Other Programs and Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Appendix B: Additional Resources and Legal Notices Xilinx Resources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Solution Centers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Documentation Navigator and Design Hubs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Send Feedback UG1043 (v2016.3) October 5, 2016 Embedded System Tools Reference Manual www.xilinx.com 4 UG1043 (v2016.1) April 06, 2016 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Training Resources. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Please Read: Important Legal Notices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
