zynq spi使用emio 与 gpio emio

### Zynq 平台 SPI 使用 EMIO 接口与 GPIO EMIO 的配置和编程方法 #### 配置 Vivado 工程中的 EMIO 接口 在 Vivado 中创建并配置 ZYNQ7 Processing System (PS) 是使用 EMIO 接口的第一步。为了使能 EMIO 功能，需进入 PS 设置界面，并激活相应的外设选项。 对于 SPI 通信来说，除了启用 EMIO 外，还需要指定 MIO 或者 EMIO 来作为 SPI 控制器的物理层接口[^3]。如果选择 EMIO，则可以在后续的设计过程中将其映射到特定的 PL 引脚上。 针对 GPIO 功能，同样是在 ZYNQ7 Processing System 的设置里找到 GPIO 模块，增加所需的 EMIO 数量以满足项目需求。例如，若要扩展一个按键控制 LED 的实验，则只需添加一位宽度的 GPIO 接口并通过 Make External 命令使其成为外部可见的信号线[^2]。 ```tcl set_property CONFIG.PCW_GPIO_EMIO_GPIO_ENABLE [get_bd_cells processing_system7_0] true set_property CONFIG.PCW_EN_UART1 [get_bd_cells processing_system7_0] 1 ``` 这段 Tcl 脚本展示了如何利用命令行方式开启 GPIO 和 UART 设备的支持，这一步骤通常会在 IP Integrator 环境下的 block design 文件中执行。 #### 编写 Linux 下的应用程序代码 一旦硬件层面完成了必要的配置之后，接下来就是在软件方面编写应用程序来操作这些资源。下面给出一段简单的 C++ 示例代码片段，它演示了怎样初始化 SPI 总线并与设备交换数据： ```cpp #include <fcntl.h> #include <linux/spi/spidev.h> #include <sys/ioctl.h> #include <unistd.h> int spi_init(const char* device, uint8_t mode, uint32_t speed_hz){ int fd; struct spi_ioc_transfer tr; if ((fd = open(device, O_RDWR)) < 0) return -1; // Failed to open the device memset(&tr, 0, sizeof(tr)); ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MODE, &mode); ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MODE, &mode); ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ, &speed_hz); ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MAX_SPEED_HZ, &speed_hz); return fd; } void transfer(int fd, unsigned char *tx, unsigned char *rx, size_t length){ struct spi_ioc_transfer tr = { .tx_buf = (unsigned long) tx, .rx_buf = (unsigned long) rx, .len = length, .delay_usecs = delay, .speed_hz = speed, .bits_per_word = bits, }; ioctl(fd, SPI_IOC_MESSAGE(1), &tr); } ``` 上述函数 `spi_init` 可用于初始化 SPI 设备节点 `/dev/spidevX.Y` ，而 `transfer` 函数则实现了向 SPI 设备发送指令以及接收响应的功能[^1]。 至于 GPIO 的操控，在用户空间内可通过 sysfs 接口来进行读取/写入状态的操作。以下是 Python 版本的例子，用来切换某个由 EMIO 映射出来的 GPIO 引脚的状态： ```python import os def set_gpio_value(gpio_num, value): with open(f"/sys/class/gpio/export", "w") as f: f.write(str(gpio_num)) direction_path = f"/sys/class/gpio/gpio{gpio_num}/direction" value_path = f"/sys/class/gpio/gpio{gpio_num}/value" with open(direction_path, 'w') as dir_file: dir_file.write('out') with open(value_path, 'w') as val_file: val_file.write(str(value)) if __name__ == "__main__": gpio_number = 54 # Replace this number according your actual configuration. set_gpio_value(gpio_number, 1) # Set high level on selected pin. ``` 此段 python 代码首先导出了目标 GPIO 编号以便访问，接着设置了它的方向属性为输出模式最后改变其逻辑电平至所需值。