Vodič za brzi početak:
MicroBlaze Soft procesor za Vitis 2021.1

UVOD

Ovaj vodič za brzi početak će vas provesti kroz kreiranje osnovnog MicroBlaze™ procesorskog sistema koristeći unaprijed postavljene dizajne procesora.
Dodatni resursi i informacije mogu se naći na poleđini kako bi vam pomogli da prilagodite MicroBlaze procesorski sistem vašim tačnim specifikacijama dizajna. Karakteristike uključuju:

– Bez naknade
– Visoko konfigurabilan
– Visoke performanse
- Niska snaga
– Podrška za Linux i RTOS
– Besplatni razvojni alati

Šta je MicroBlaze procesor?

MicroBlaze je Xilinxovo meko procesorsko jezgro optimizirano za ugrađene aplikacije na Xilinx uređajima. MicroBlaze procesor je jednostavan za korištenje i pruža fleksibilnost odabira kombinacije perifernih uređaja, memorije i interfejsa prema potrebi.
MicroBlaze procesor se obično koristi u jednoj od tri unapred podešene konfiguracije kao što je prikazano u tabeli ispod: jednostavan mikrokontroler koji pokreće gole metalne aplikacije; procesor u realnom vremenu koji sadrži keš memoriju i jedinicu za zaštitu memorije koja je povezana sa čvrsto povezanom memorijom na čipu koja pokreće FreeRTOS; i konačno, aplikativni procesor sa jedinicom za upravljanje memorijom koja pokreće Linux. Tabela (ispod) prikazuje procjene performansi i iskorištenosti za ove konfiguracije na Artix®-7 uređaju.

	Mikrokontroler	Real-Time	Aplikacija
MHz	204	172	146
Logic Cells	1900	4000	7000
% Iskorišćenost	1%	2%	4%

*Zasnovano na XC7A200T -3 brzinskim uređajima
MicroBlaze se može koristiti kao samostalni procesor u svim Xilinx FPGA ili kao koprocesor u Zynq® SoC sistemu. Također se može konfigurirati za dodavanje tampbolju zaštitu i zaštitu od greške konfigurisanjem u zaključanom režimu, kao i obezbeđivanjem ublažavanja poremećaja u jednom događaju sa trostrukom modularnom redundansom. Dizajni sa više procesora mogu se istovremeno otklanjati grešaka koristeći Xilinx Vitis™ Unified Software Platform.

PRIJE POČETA

Ovaj vodič za brzi početak pretpostavlja da ciljate na Xilinx razvojnu ploču. Ako ova ploča dolazi od Xilinx partnera za ploče, morate preuzeti najnovije ploče i example projekte u okviru Vivada. Pogledajte FAQ (sljedeća stranica) za linkove do nekih od naših partnera.

RAZVOJ HARDVERA

• Pokrenite Vivado® Design Suite (2021.1 ili noviji).
• U okviru Alati izaberite Vivado Store. Odaberite karticu Ploče, a zatim kliknite Osvježi u donjem lijevom kutu da preuzmete najnoviju verziju kataloga.
• Kada se preuzimanje završi, odaberite Open Example Project.
• Kada se čarobnjak otvori, pročitajte informativni tekst i kliknite na Next.
• Prije nego što odaberete predložak, ponovo kliknite na Osvježi u donjem lijevom kutu.
• Iz predložaka odaberite MicroBlaze Design Presets, a zatim kliknite na Next.
• Unesite naziv projekta i lokaciju za projekat files i kliknite na Next.
• Odaberite ciljnu ploču i kliknite na Next.
• Odaberite Mikrokontroler i kliknite Dalje.
• Sada kliknite Završi da kreirate projekat i otvoriće se Block Design.
• Dvaput kliknite na MicroBlaze blok na dijagramu.
• Pod Unaprijed definiranim konfiguracijama primijetite da postoje različite konfiguracijske postavke MicroBlaze uključujući one navedene u tabeli s lijeve strane. Kliknite Odustani da zadržite trenutne postavke.
• Da biste sada spremili dizajn, pritisnite Ctrl + S ili kliknite File→Sačuvaj dizajn bloka.
• Zatim, da biste generirali bitstream, koji sadrži konfiguracijske podatke za FPGA, izaberite Generate Bitstream.
• Pokrenite Sintezu i implementaciju, kliknite Da. Status izrade prikazan je u gornjem desnom uglu Vivada. Spreman označava završetak.
• Kada završite, kliknite OK da otvorite implementirani dizajn.
• Na glavnoj traci sa alatkama kliknite File i izaberite Izvezi→Izvezi hardver. Označite okvir za Uključi Bitstream i provjerite je li izvezen na istu lokaciju projekta i kliknite U redu.
• Da biste započeli razvoj softvera sa ovim MicroBlaze procesorom, izaberite Alati → Pokreni Vitis IDE sa glavne trake sa alatkama. Vitis će sada otvoriti i uvesti hardversku platformu, uključujući MicroBlaze μP.

RAZVOJ SOFTVERA

• Kada se Vitis pokrene, kliknite na Browse… da odaberete istu lokaciju projekta kao radni prostor, a zatim kliknite na Pokreni.
• Odaberite Kreiranje projekta aplikacije, a zatim kliknite Sljedeće.
• Kliknite na karticu Kreiraj novu platformu od hardvera (XSA), a zatim kliknite na Pregledaj.
• Provjerite lokaciju vašeg projekta i odaberite XSA file i kliknite Otvori, a zatim kliknite Sljedeće.
• Postavite naziv projekta na Hello_world bez razmaka.
• Podesite sistemski projekat na “your board name”_system bez razmaka, a zatim kliknite na Next.
• Kliknite na Next, zatim odaberite Hello World predložak i kliknite na Finish.
• Proširite fasciklu src i dvaput kliknite na HelloWorld.c za view i uredite izvorni kod.
• Kliknite na dugme za izgradnju da biste izgradili svoj projekat.
• Vidjet ćete dvije važne mape u prozoru Explorera:

Hello_world sadrži sve binarne datoteke, .C i .H (zaglavlje) files mb_preset_wrapper uključuje fasciklu paketa podrške za ploču (bsp) – Softverske drajvere, specifikaciju softvera i Makefile.

• Uvjerite se da je vaša ciljna ploča uključena i povezana sa glavnim računarom preko USB-JTAG port – ovaj port služi i kao USB-UART veza sa MicroBlaze procesorom.
• Na gornjoj traci sa alatkama kliknite Xilinx → Programiraj uređaj, a zatim ponovo programiraj da programirate svoj FPGA sa svojim hardverskim dizajnom.

RAZVOJ SOFTVERA (nastavak)

• Postavite UART terminal za serijsku komunikaciju klikom na Prozor → Prikaži View…, zatim proširite fasciklu Terminal i dvaput kliknite na Terminal.
• Otvorite terminal klikom na ikona u donjem desnom kutu.
• Odaberite serijski terminal i koristite sljedeće postavke:
  Koristite ispravan COM port
  Brzina prijenosa: 115200
  Bitovi podataka: 8
  Paritet: Nema
  Stop bitovi: 1
  Kontrola protoka: Nema
  Vremensko ograničenje (sek): 5
• Kliknite OK.
• Sada preuzmite aplikaciju desnim klikom na vašu
  Hello_world projekat i odabirom Pokreni kao... Odaberite Pokreni
  Hardver (otklanjanje grešaka u jednoj aplikaciji), a zatim kliknite na OK.
• Vaš program će se pokrenuti i trebali biste vidjeti kako se pojavljuje “Hello World” unutar vašeg serijskog terminala.
• Čestitamo! Napravili ste svoju prvu MicroBlaze procesorsku aplikaciju.
• Sada možete pokušati izgraditi i pokrenuti druge example aplikacije, poput onih koje su date:

Često postavljana pitanja i DODATNI RESURSI

• Kako da učitam ploče treće strane u Vivado example designs?
• Kao što je prikazano u Vivadu, preuzmite najnovije ploče i ažurirajte example projekti.
• Gdje da počnem da naučim više o MicroBlaze procesoru?
  Posjetite MicroBlaze Design Hub. Sadrži veze do dokumentacije, wiki-ja i video tutorijala koji pružaju mnogo informacija. Većina linkova do dokumenata u ovom FAQ-u se takođe može naći tamo.
• Gdje mogu pronaći konkretne detalje o MicroBlaze procesoru?
  Idite na: UG984 – Referentni vodič za MicroBlaze procesor.
• Kako mogu procijeniti veličinu i performanse za moj konfigurisani MicroBlaze procesor?
  Idite na: MicroBlaze Performance Metrics kao početnu tačku.
• Gdje mogu pronaći sveobuhvatniji vodič?
  Idite na: UG940 – Lab 3: Korišćenje ugrađenog MicroBlaze procesora.
• Gdje da idem za više detalja o kreiranju dizajna Vivado alata?
  Posjetite naše Vivado Design Hubs.
• Trebam li biti u Vivado alatima da bih pokrenuo Vitis?
  Ne. Vitis je objedinjena softverska platforma koja se može pokrenuti nezavisno od Vivada. Međutim, trebat će vam Viti platforma ili kreirati novu platformu od hardvera (.xsa) file ciljati za razvoj softvera.
• Šta da radim ako ploča koju ciljam nije na listi?
  Mnogi dobavljači ploča pružaju ploču filei platforme koje se mogu dodati u Vivado i Vitis. Obratite se određenom proizvođaču za ovo files.
• Što ako trebam promijeniti svoj hardverski dizajn?
  Zatvorite Vitis i izvršite potrebne izmjene HW dizajna u Vivado alatima, a zatim slijedite redoslijed za bit file generacije. Ovaj ažurirani dizajn hardvera se zatim mora izvesti iz Vivado alata i uvesti u Vitis kao novu platformu.
• Kako da proširim mogućnosti svog odbora za evaluaciju?
  PMOD-ovi, Arduino štitovi, Click ploče i FMC kartice mogu se koristiti za proširenje mogućnosti naših ploča za evaluaciju.
• Kako da napravim flash sliku za pokretanje koja sadrži moj bitstream i aplikaciju?
  Vidi poglavlje 7 od UG898. U Vivadu, Tools → Associate ELF Files…
  U Vitisu, Xilinx → Programirajte FPGA (odaberite ELF za MicroBlaze).
• Šta se dešava kada izvezem hardver i pokrenem Vitis?
  Arhiva podrške za Xilinx (.xsa) file je kreirana. Ovo file sadrži HW specifikacije, IP sučelja, informacije o vanjskom signalu i informacije o adresi lokalne memorije. Ovo koristi Vitis za kreiranje hardverske platforme.
• Kako da komuniciram između Zynq®-7000 SoC-a i MicroBlaze-a?
  Pogledajte ovaj QTV na YouTubeu: Zynq i MicroBlaze IOP blok, OCM i dijeljenje memorijskih resursa.
• Kako da otklonim greške na više procesora u jednom sistemu?
  Heterogeno višejezgarno otklanjanje grešaka sa Xilinx SDK.
• Koliko FPGA memorije može da pristupi MicroBlaze procesor?
  Mogu se kreirati MicroBlaze sistemi koji pristupaju svoj dostupnoj memoriji na FPGA. Ali to dolazi po cijenu nižeg FMAX-a. Tipične MicroBlaze implementacije koriste 128 KB ili manje.
• Koji OS i biblioteke su podržani u Vitis for MicroBlaze?
  Pogledajte Podržani operativni sistemi & UG643 – Vodič za OS i biblioteke.
• Mogu li pokrenuti Linux ili RTOS na MicroBlaze procesoru?
  Da. Za najbolje performanse, odaberite aplikaciju ili Real-time
  Predefinirana konfiguracija u MicroBlaze postavkama u Vivadu.
• Kako da napravim Linux bootloader za MicroBlaze procesor?
  Idite na: Build U-Boot za MicroBlaze.

Resursi

• MicroBlaze Documentation Design Hub
• MicroBlaze Wiki Starting Started
• Stranica proizvoda MicroBlaze Soft Processor Core
• Korištenje MicroBlaze procesora za ubrzanje troškovno osjetljivog razvoja ugrađenog sistema
• Ugrađeno čvorište za Navigator dokumenata
• Vivado Design Suite Tutoriali
• Pomoć za alate Xilinx Vitis
• Zapisi odgovora u bazi znanja
• Partnerski odbori treće strane
  Avnet | Digilient | Trenz | Enclustra | iWave | MYiR | ALINX
•  Vodič za brzi početak: MicroBlaze Soft procesor za Vitis 2019.2

Dokumenti / Resursi

XILINX MicroBlaze Soft Processor Core System [pdf] Korisnički priručnik MicroBlaze Soft procesorski sistem jezgre, MicroBlaze soft procesorski sistem, MicroBlaze soft procesor, MicroBlaze

Reference

• Uputstvo za upotrebu