【米尔FZ3深度学习计算卡】FZ3嵌入式入门开发初探

firessy

    拿到板子，当然上手就要试一试“HelloWorld”呀。在开始“Hello World”之前，让我们了解一下ZYNQ Ultrascale+ MPSoC芯片系列的开发流程。

    ZYNQ Ultrascale+MPSoC系列芯片集成了ARM四核Cortex-A53,双核Cortex-R5，Mali-400 MP2图形处理单元和Kintex Ultrascale+FGPA。也就是说一块芯片上既有四个A53核心，两个R5核心，Mali-400 MP2图形计算与FPGA。但是它仍然是一块FPGA，因为这上面的所有功能都需要vivado软件进行配置才能使用。对PS部分，4个A53、2个R5与Mali-400 MP2图形处理器，我们可以根据我们项目的需求进行使用，比如项目中既需要实时性，又需要处理多媒体的情况下，就可以这6个核心一起使用。4核心A53跑linux，负责显示，网络，人机交互，Mali-400 MP2负责跑图形加速计算、图像处理等任务；R5跑实时嵌入式操作系统用于工业设备的控制，如驱动电机，读取传感器数值等。对于PL部分，FPGA用于跑接口与加速计算，例如PCIe接口、图形计算加速、MIPI-CSI摄像头、扩展通信接口等。

    大致了解了ZYNQ Ultrascale+MPSoC 平台，实在是太强了，基本塞下了MCU，MPU，GPU与FPGA，将可编程电子电路系统全都塞进这个23mmX23mmX3.12mm的小芯片中，真的很惊艳。对于一个这么复杂的编程系统，我们应该如何下手呢。别着急，其实我们只要把它看成是ARM芯片与FPGA芯片结合就好。ARM部分开发ARM部分的软件程序、调试；FPGA部分做FPGA硬件电路的逻辑实现、综合、约束。那我们就赶紧动手，开始第一个工程实验吧。

实验目的：

1.熟悉vivado 2019.1软件的操作。

2.熟悉ZYNQ Ultrascale+ MPSoC 平台芯片的开发流程。

3.使用FZ3开发板实现串口打印“Hello World！”

实验要求:

使用FZ3板卡实现串口打印“Hello World”。

实验过程：

1.使用vivado软件新建工程。

首先打开vivado2019.1，进入软件。

Vivado设计得十分简洁，上方的导航栏只有File，Flow，Tools，Window，Help五个菜单。主窗体有三块。

快速开始，可以用于创建工程、打开工程、打开样例工程。

任务，可以用于管理IP，烧录FPGA程序，查看Tcl脚本商店。

学习中心，用于打开官方文档与教程

(1)点击create project或File的下拉菜单中Project->NEW.

输入工程名称，我这里使用Hello_World，并指定工程路径（不要有中文）

选择RTL工程，先不要添加指定源文件。

选择芯片型号，我们使用的芯片是xczu3eg-sfvc784-1-e，属于ZYNQ UltraScale+ MPSoC系列。

   (2)下面我们来了解一下开发环境。

2.添加Cortex-A53核心到IP设计图中，并进行配置。

我们的任务是通过PS部分串口打印“hello world”，因此只使用了PS部分，通过添加PS部分并配置即可。首先点击Create Block Design。

指定块设计名称，我这里默认名称

在代码编辑区窗口添加Zynq UltraScale MPSoC的IP。

双击生成的ZYNQ ip并进行配置。

点击preset按钮->applyconfigration，使用文件对IP核进行配置。这里我们使用米尔官方资料中提供的配置文件（myir.tcl）。

使用该文件后，我们还要对配置进行一些裁剪。

将上面的IP进行修改，其原因是我们这个工程中没有使用到这些功能，参与配置可能会出现意想不到的错误。

然后生成output products。

随后，我们再生成顶层文件

3.生成bitstream，并导入SDK中。

经过2分钟时间的等待，终于成功生成bitstreram。

关闭上方窗口，输出hardware。

4.创建SDK软件工程，使用Hello World工程样例。

首先点击File->launchSDK。

注意：这里使用的vivado版本为2019.1，如果使用了更高版本的vivado，请在Tools菜单栏下选择launch SDK。

出现SDK启动图案。

进入Xilinx SDK软件界面，下面是xilinx SDK软件界面介绍。

我们要创建一个样例工程。

点击File->New->Application Project

输入工程名称，并配置BSP。

使用hello-world工程样例，点击finish。

5.编译工程，将生成的文件导入板卡中。

工程会自动进行编译。

编译后，为了可以烧录到FZ3板卡上，这里有两种方法。一种是通过SD卡启动板卡，第二种是使用xilinx下载器烧录到QSPI Flash中启动。由于手头没有xilinx下载器，所以这里选择第一种方法运行我们编译的程序。

这里，我们还需要新建一个FSBL工程。FSBL，全称是First Stage Bootloader，是Zynq Ultrascale+ MPSoC系列芯片的启动配置FPGA的bootloader，它用于配置FPGA，加载操作系统镜像，它支持多个分区，每个分区可以有自己的代码镜像与bit流。它用作引导U-Boot。使用SD卡跑我们SDK工程的程序，就需要把这个FSBL工程编译，并插入到当前Hello-World工程中，才可以顺利运行Hello-World。

和刚才创建Hello-World工程一样，创建FSBL工程。

填写工程名：fsbl，并配置工程。

选择Zynq MP FSBL样例工程，finish。

工程会自动编译。

编译完成后，我们要进行最后的操作，创建BOOT.bin启动文件。

右键单击hello-world工程，点击Create Boot Image。

点击添加按钮。

分区类型选择pmu，并选择pmufw.elf文件，文件由米尔官方工程提供。

把刚才的分区调整到第二位置，并点击Create Image。

在Hello_World工程下bootimage文件夹中生成BOOT.bin启动文件。将这个启动文件复制到FAT32分区的SD卡中即可。

6.观察现象。

  设置串口波特率115200，开发板上电。