转——LWHPS2FPGA深入浅出（1）-点亮LED

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转——LWHPS2FPGA深入浅出（1）-点亮LED

- G/ o, Z' N* q& W, x2 X0 n
0 G+ E; b4 t/ ]  N( x- |0 z
! P2 j, O- R8 {3 t

作者：chenzhufly  QQ：36886052

   本文主要涉及lightweight HPS-to-FPGA bridge的应用，SoC中ARM通过lightweightHPS-to-FPGA bridge控制FPGA侧的3个LED。

1、  硬件环境

硬件平台：Embest SoC --LarkBoard

软件平台：开发板-linux-3.10.31

                 Quartus 14.0

' Y+ }; |3 k, D/ Y9 z

2、  系统设计框图

. `" Q9 R$ W2 u6 Z9 q/ C4 K1 H# W5 G

5 A. D: |+ {, v$ ^- e, [+ o: ^# R

. V$ {: L1 S, D8 I, m: p9 h

ARM通过lightweight HPS-to-FPGA bridge控制FPGA侧的3个LED，其中Lark Board中FPGA侧的LED硬件连接如下：

3、  SoC中硬件系统设计
硬件连接关系如下图所示：
6 v$ J- i/ a* @" l" O) K- H& P# o
0 j4 M7 s/ r! J0 h

4 z' N. K  g8 X1 p4 c; k9 E% k

其中PIO_LED的地址分配我0x0 - 0xf

( [- ^7 l' p) h3 c# M

2 }2 g/ x, r- u硬件系统例化文件如下：

• .pio_led_external_connection_export                     (o_fpga_led[2:0]),
  

[color=rgb(51, 102, 153) !important]复制代码

% t( K7 R1 q1 W. [. }

- Q. ]2 F. u  p0 p设计完毕后开始生成硬件系统信息，并在Quartus中编译生成sof文件，接着转换成rbf文件，用来替换TF卡中的rbf文件

具体代码可以详见附件中的工程文件，在此不在赘述
) J) k) I! D1 K0 d7 X
1 ?  L0 [/ U* Z+ c- f8 [4、ARM侧代码设计
( k: v. I9 e$ K) ~+ l2 r% W2 X0 `     注意: lightweight HPS-to-FPGA bridge在ARM中的地址映射为0xff200000，通过上面的设计可以看出LED的偏移地址为0，通过这个地址的操作就可以控制FPGA侧的LED.

详细代码如下 blinker.c：

• #include <sys/mman.h>
• #include <sys/types.h>
• #include <sys/stat.h>
• #include <fcntl.h>
• #include <stdio.h>
• #include <stdlib.h>
• #include <unistd.h>
• #include <stdint.h>
• #define PAGE_SIZE 4096
• #define LWHPS2FPGA_BRIDGE_BASE 0xff200000
• #define BLINK_OFFSET 0x0
• volatile unsigned char *blink_mem;
• void *bridge_map;
• int main(int argc, char *argv[])
• {
•         int fd, ret = EXIT_FAILURE;
•         unsigned char value;
•         off_t blink_base = LWHPS2FPGA_BRIDGE_BASE;
•         if (argc < 2) {
•                 fprintf(stderr, "Usage: %s number\n", argv[0]);
•                 exit(EXIT_FAILURE);
•         }
•         /* check the bounds of the value being set */
•         value = atoi(argv[1]);
•         if (value < 0 || value > 7) {
•                 fprintf(stderr, "Invalid delay setting."
•                                 "Delay must be between 1 and 15, inclusive.\n");
•                 exit(EXIT_FAILURE);
•         }
•         /* open the memory device file */
•         fd = open("/dev/mem", O_RDWR|O_SYNC);
•         if (fd < 0) {
•                 perror("open");
•                 exit(EXIT_FAILURE);
•         }
•         /* map the LWHPS2FPGA bridge into process memory */
•         bridge_map = mmap(NULL, PAGE_SIZE, PROT_WRITE, MAP_SHARED,
•                                 fd, blink_base);
•         if (bridge_map == MAP_FAILED) {
•                 perror("mmap");
•                 goto cleanup;
•         }
•         /* get the delay_ctrl peripheral's base address */
•         blink_mem = (unsigned char *) (bridge_map + BLINK_OFFSET);
•         /* write the value */
•         *blink_mem = value;
•         if (munmap(bridge_map, PAGE_SIZE) < 0) {
•                 perror("munmap");
•                 goto cleanup;
•         }
•         ret = 0;
• cleanup:
•         close(fd);
•         return ret;
• }
  9 v# t4 j, p6 k: Y. ?# {

$ t: ]3 `: b+ ^8 A
4 K1 M4 [6 c8 `+ l" K9 u! I
5、测试结果
% J& U3 G: Z$ D% t( r; f# l7 u7 Q8 ?: \运行./blinker 0    LED全亮
. _# `1 u" h$ r8 V! L/ m运行./blinker 7    LED全灭
% M4 e! ]2 }* d5 Z
+ v. a* o1 ^+ y) w. L% G# W
2 n  C  s/ X: c5 q6、小结
% H8 T) ^! [3 I  }( h+ a) s8 ]3 v( g1）通过上述过程，可以完成通过lightweight HPS-to-FPGA bridge控制FPGA侧LED的目的
2）这个应用比较简单，易于操作，还需要向更加深入的方向努力

% \2 V& \$ b, a8 JFPGA工程文件：

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