vivado2017生成zynq spi启动文件

### Zynq SPI 配置与使用 #### 1. Zynq-7000 的 SPI 功能概述 Zynq-7000 是一种可扩展处理平台，集成了 ARM Cortex-A9 处理器和 FPGA 可编程逻辑单元。其外设功能强大，支持多种通信接口，其中包括串行外设接口（SPI）。SPI 接口通常用于连接闪存芯片、传感器或其他低速外围设备。 在当前的应用场景下，Zynq 支持 Quad-SPI（QSPI），这是一种增强型的 SPI 协议，能够实现更高的传输速率和更复杂的操作模式[^1]。 --- #### 2. 设备树中的 SPI 配置解析 以下是设备树中关于 QSPI Flash 的典型配置： ```dts flash@0 { compatible = "n25q512a", "micron,m25p80"; reg = <0x00000000>; #address-cells = <0x00000001>; #size-cells = <0x00000001>; spi-max-frequency = <0x02faf080>; /* 设置最大频率为 50 MHz */ partition@0x00000000 { label = "boot"; reg = <0x00000000 0x70617274>; /* 起始地址和大小 */ }; partition@0x00040000 { label = "bootenv"; reg = <0x00040000 0x70617274>; }; partition@0x00060000 { label = "kernel"; reg = <0x00060000 0x00000002>; }; }; ``` 上述代码定义了一个名为 `flash` 的节点，描述了 SPI Flash 的属性及其分区结构。具体说明如下： - **compatible**: 表示兼容的硬件型号，在这里是 Micron N25Q512A 和通用 M25P80。 - **reg**: 定义了 Flash 的基地址。 - **spi-max-frequency**: 指定 SPI 总线的最大运行频率，单位为 Hz。此处设置为约 50 MHz。 - **partition**: 描述了 Flash 中的不同区域划分，包括引导区 (`boot`)、环境变量存储区 (`bootenv`) 和内核加载区 (`kernel`)。 此配置文件主要用于操作系统初始化阶段，帮助正确挂载外部存储设备并分配资源[^2]。 --- #### 3. 使用 Vivado 进行 SPI 硬件设计 为了使能 Zynq 上的 SPI 功能，需借助 Xilinx 提供的设计工具——Vivado 来完成硬件模块搭建。主要步骤包括但不限于以下几个方面： - 添加 AXI Quadrature Encoder Interface IP 或者 PS I/O 控制器到项目中； - 将 PL 层面生成的信号映射至实际物理引脚上； - 编写相应的驱动程序以便于应用程序调用这些接口服务。 对于初学者而言，推荐先熟悉官方文档《UG585-Zynq-7000 TRM》有关章节内容后再动手实践。 --- #### 4. Linux 下测试 SPI 功能的方法 如果发现 SPI 并未正常运作，则可以尝试以下几种排查手段之一：利用命令行工具如 spidev_test.c 测试基本读写能力；或者检查 dmesg 输出寻找错误提示信息进一步定位问题所在位置。 下面给出一段简单的 C++ 实现例子展示如何通过 /dev/spidevX.Y 文件访问指定通道上的目标器件： ```cpp #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <stdio.h> int main(){ int fd; char mode = 0; // Mode can be set to either 'r' or 'w' unsigned char tx[] = {0xFF, 0xA5}; unsigned char rx[2]; if ((fd=open("/dev/spidev0.0", O_RDWR))<0){ perror("Failed opening device"); return -1; } write(fd,&tx,sizeof(tx)); read(fd,&rx,sizeof(rx)); printf("Received Data: %02X %02X\n",rx[0],rx[1]); close(fd); } ``` 该片段展示了打开特定路径下的虚拟字符设备对象句柄之后执行标准 IO 操作的过程。 --- ###

### Zynq固化的配置流程 #### 一、创建并配置Vivado项目 为了将程序固化到QSPI Flash中，在Vivado环境中需先建立一个新的工程或打开已有的工程[^1]。 ```bash vivado -mode batch -source create_project.tcl ``` 此命令通过批处理模式运行脚本来自动化项目的创建过程。对于已有工程，则可以直接利用`open_project`指令加载指定路径下的`.xpr`文件。 #### 二、设定ZYNQ处理器系统参数 进入Block Design界面之后，应当调整Processor System (PS)的相关属性来适应特定需求。特别是当涉及到外设接口如UART通信速率时，可以在General Setting菜单下找到相应的选项进行修改[^3]。 #### 三、集成外部存储控制器与QSPI Flash IP核 为了让ZYNQ能够访问外部的QSPI Flash设备，必须向设计里加入合适的IP模块，并完成必要的连接工作。这通常意味着要添加AXI Quad SPI Controller以及任何其他可能需要用到的支持组件。 #### 四、生成比特流并将之烧录至QSPI Flash 一旦完成了硬件描述的设计阶段，就可以着手准备生成最终用于编程FPGA器件的比特流文件了。接着按照官方指南指示的方法把该比特流传送到目标板卡上的QSPI Flash内。 ```tcl write_bitstream -force design.bit ``` 上述TCL语句可以强制覆盖同名旧版位流输出新版本；而具体的烧写工具取决于所使用的开发套件型号及其配套软件环境。 #### 五、验证启动行为 最后一步是要确认ZYNQ能够在加电瞬间正确识别并执行来自内置Flash介质里的应用程序代码。如果一切正常的话，应该可以看到预期的功能表现，比如LED灯亮起或者其他预定义的动作发生。