MICROCHIP AN4229 Risc V 프로세서 서브시스템
제품 정보
명세서
- 제품 이름: RT PolarFire
- 모델 : AN4229
- 프로세서 서브시스템: RISC-V
- 전원 요구 사항: 12V/5A AC 전원 어댑터
- 인터페이스: USB 2.0 A ~ mini-B, Micro B USB 2.0
제품 사용 지침
디자인 요구 사항
Mi-V 프로세서 서브시스템을 구축하는 데 필요한 하드웨어 및 소프트웨어 요구 사항은 다음과 같습니다.
- 12V/5A AC 전원 어댑터 및 코드
- USB 2.0 A-미니 B 케이블
- 마이크로 B USB 2.0 케이블
- readme.txt를 참조하십시오. file 디자인에서 file필요한 모든 소프트웨어 버전에 대한 s
디자인 전제 조건
디자인 과정을 시작하기 전에 다음 단계가 수행되었는지 확인하세요.
- [필수 조건 목록]
디자인 설명
MIV_RV32는 RISC-V 명령어 세트를 구현하도록 설계된 프로세서 코어입니다. 코어는 FPGA에서 구현할 수 있습니다.
자주 묻는 질문
- 질문: RT PolarFire의 하드웨어 요구 사항은 무엇입니까?
A: 하드웨어 요구 사항에는 12V/5A AC 전원 어댑터와 코드, USB 2.0 A-미니 B 케이블, Micro B USB 2.0 케이블이 포함됩니다. - 질문: RT PolarFire의 프로세서 서브시스템은 무엇인가요?
A: 프로세서 서브시스템은 RISC-V 아키텍처를 기반으로 합니다.
소개 (질문하기)
Microchip은 RISC-V 프로세서 기반 설계를 개발하기 위해 Mi-V 프로세서 IP와 소프트웨어 툴체인을 무료로 제공합니다. RISC-V는 RISC-V 재단의 거버넌스 하에 있는 표준 오픈 명령어 집합 아키텍처(ISA)입니다. 이는 오픈 소스 커뮤니티가 폐쇄형 ISA보다 더 빠른 속도로 코어를 테스트하고 개선할 수 있도록 하는 것을 포함하여 수많은 이점을 제공합니다. RT PolarFire® 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA)는 사용자 애플리케이션을 실행하기 위해 Mi-V 소프트 프로세서를 지원합니다. 이 애플리케이션 노트는 SPI 플래시에서 초기화된 지정된 TCM 메모리에서 사용자 애플리케이션을 실행하기 위해 Mi-V 프로세서 하위 시스템을 빌드하는 방법을 설명합니다.
디자인 요구 사항 (질문하기)
다음 표에는 Mi-V 프로세서 하위 시스템을 구축하는 데 필요한 하드웨어 및 소프트웨어 요구 사항이 나열되어 있습니다.
표 1-1. 설계 요구 사항
요구 사항 | 설명 |
하드웨어 요구 사항 | |
RT PolarFire® 개발 키트(RTPF500TS-1CG1509M) 12V/5A AC 전원 어댑터 및 코드 USB 2.0 A - 미니 B 케이블 Micro B USB 2.0 케이블 | 개정 1.0 |
소프트웨어 요구 사항 | |
Libero® SoC FlashPro Express 소프트콘솔 | readme.txt를 참조하십시오. file 디자인에서 fileMi-V 참조 설계를 만드는 데 필요한 모든 소프트웨어 버전에 대한 s |
디자인 전제 조건 (질문하기)
시작하기 전에 다음 단계를 수행하세요.
- 참조 설계 다운로드 fileRT PolarFire에서 가져온 RISC-V 프로세서 하위 시스템 구축.
- 다음 링크에서 Libero® SoC를 다운로드하여 설치하세요: Libero SoC v2024.1 이상.
디자인 설명 (질문하기)
MIV_RV32는 RISC-V 명령어 세트를 구현하도록 설계된 프로세서 코어입니다. 코어는 주변 장치 및 메모리 액세스를 위한 AHB, APB3 및 AXI3/4 버스 인터페이스를 갖도록 구성할 수 있습니다. 다음 그림은 RT PolarFire® FPGA에 구축된 Mi-V 서브시스템의 최상위 블록 다이어그램을 보여줍니다.
Mi-V 프로세서에서 실행되는 사용자 애플리케이션은 외부 SPI 플래시에 저장할 수 있습니다. 장치 전원이 켜지면 시스템 컨트롤러가 지정된 TCM을 사용자 애플리케이션으로 초기화합니다. TCM 초기화가 완료되면 시스템 리셋이 해제됩니다. 사용자 애플리케이션이 SPI 플래시에 저장된 경우 시스템 컨트롤러는 SC_SPI 인터페이스를 사용하여 SPI 플래시에서 사용자 애플리케이션을 읽습니다. 지정된 사용자 애플리케이션은 UART 메시지 "Hello World!"를 인쇄하고 보드의 사용자 LED를 깜박입니다.
하드웨어 구현(질문하기)
다음 그림은 Mi-V 프로세서 서브시스템의 Libero 디자인을 보여줍니다.
IP 차단 (질문하기)
다음 표는 Mi-V 프로세서 서브시스템 참조 설계에 사용된 IP 블록과 그 기능을 나열한 것입니다.
표 4-1. IP 블록 설명
IP 이름 | 설명 |
초기화 모니터 | RT PolarFire® 초기화 모니터는 장치 및 메모리 초기화 상태를 가져옵니다. |
리셋_신 | 이는 Mi-V 하위 시스템에 대한 시스템 수준 동기 재설정을 생성하는 CORERESET_PF IP 인스턴스화입니다. |
CCC_0 |
RT PolarFire 클록 조절 회로(CCC) 블록은 PF_OSC 블록에서 160MHz의 입력 클록을 가져와 Mi-V 프로세서 하위 시스템과 기타 주변 장치를 위한 83.33MHz 패브릭 클록을 생성합니다. |
MIV_RV32_C0(Mi-V 소프트 프로세서 IP) |
Mi-V 소프트 프로세서 기본 리셋 벡터 주소 값은 0✕8000_0000입니다. 장치가 리셋된 후 프로세서는 0✕8000_0000에서 애플리케이션을 실행합니다. TCM은 Mi-V 프로세서의 주 메모리이며 0✕8000_0000에 메모리 매핑됩니다. TCM은 SPI 플래시에 저장된 사용자 애플리케이션으로 초기화됩니다. Mi-V 프로세서 메모리 맵에서 0✕8000_0000~0✕8000_FFFF 범위는 TCM 메모리 인터페이스에 대해 정의되고 0✕7000_0000~0✕7FFF_FFFF 범위는 APB 인터페이스에 대해 정의됩니다. |
MIV_ESS_C0_0 | 이 MIV 확장 서브시스템(ESS)은 GPIO 및 UART를 지원하는 데 사용됩니다. |
코어SPI_C0_0 | CoreSPI는 외부 SPI 플래시를 프로그래밍하는 데 사용됩니다. |
PF_SPI | PF_SPI 매크로는 패브릭 로직을 시스템 컨트롤러에 연결된 외부 SPI 플래시에 연결합니다. |
PF_OSC | PF_OSC는 160MHz 출력 클록을 생성하는 온보드 발진기입니다. |
중요: 모든 IP 사용자 가이드 및 핸드북은 Libero SoC > 카탈로그에서 제공됩니다.
기억지도(질문하기)
다음 표는 메모리와 주변 장치의 메모리 맵을 나열한 것입니다.
표 4-2. 메모리 맵 설명
주변기기 | 시작 주소 |
중의학 | 0x8000_0000 |
MIV_ESS_UART | 0x7100_0000 |
MIV_ESS_GPIO | 0x7500_0000 |
소프트웨어 구현 (질문하기)
Microchip은 RISC-V 사용자 애플리케이션 실행 파일(.hex)을 빌드하기 위한 SoftConsole 툴체인을 제공합니다. file 그리고 그것을 디버깅합니다. 참조 디자인 files에는 MiV_uart_blinky 소프트웨어 프로젝트가 포함된 Firmware 작업 공간이 포함됩니다. MiV_uart_blinky 사용자 애플리케이션은 Libero® SoC를 사용하여 외부 SPI 플래시에 프로그래밍됩니다. 제공된 사용자 애플리케이션은 UART 메시지 "Hello World!"를 인쇄하고 보드의 사용자 LED를 깜박입니다.
Libero SoC 설계 메모리 맵에 따르면 UART 및 GPIO 주변 장치 주소는 각각 0x71000000 및 0x75000000에 매핑됩니다. 이 정보는 hw_platform.h에 제공됩니다. file 다음 그림과 같습니다.
사용자 애플리케이션은 TCM 메모리(코드, 데이터, 스택)에서 실행되어야 합니다. 따라서 링커 스크립트의 RAM 주소는 다음 그림과 같이 TCM 메모리의 시작 주소로 설정됩니다.
링커 스크립트(miv-rv32-ram.ld)는 디자인의 FW\MiV_uart_blinky\miv_rv32_hal 폴더에서 사용할 수 있습니다. files. 사용자 애플리케이션을 빌드하려면 다음 단계를 수행합니다.
- Mi-V SoftConsole 프로젝트 생성
- MIV_RV32 HAL을 다운로드하세요 file다음 링크를 사용하여 GitHub에서 s 및 드라이버를 다운로드하세요. github.com/Mi-V-Soft-RISC-V/플랫폼
- 펌웨어 드라이버 가져오기
- main.c를 생성합니다 file 애플리케이션 코드 포함
- 펌웨어 드라이버 및 링커 스크립트 매핑
- 메모리 및 주변 장치 주소 매핑
- 애플리케이션을 빌드하세요
이러한 단계에 대한 자세한 내용은 AN4997: PolarFire FPGA Mi-V 프로세서 서브시스템 구축을 참조하세요. .hex file 성공적인 빌드 후에 생성되며 데모 실행 시 설계 및 메모리 초기화 구성에 사용됩니다.
데모 설정(질문하기)
데모를 설정하려면 다음 단계를 수행하세요.
- 하드웨어 설정
- 시리얼 터미널(Tera Term) 설정하기
하드웨어 설정(질문하기)
중요: 시스템 컨트롤러 일시 중단 모드가 활성화된 경우 SoftConsole 디버거를 사용한 Mi-V 애플리케이션 디버깅은 작동하지 않습니다. 이 디자인에서는 Mi-V 애플리케이션을 보여주기 위해 시스템 컨트롤러 일시 중단 모드가 비활성화되어 있습니다.
하드웨어를 설정하려면 다음 단계를 수행하세요.
- SW7 스위치를 사용하여 보드의 전원을 끕니다.
- 외부 FlashPro 프로그래머를 사용하려면 J31 점퍼를 열고, 내장된 FlashPro 프로그래머를 사용하려면 J31 점퍼를 닫습니다.
중요: Embedded Flash Pro Programmer는 Libero 또는 FPExpress를 통한 프로그래밍에만 사용할 수 있으며 Mi-V 기반 애플리케이션 디버깅에는 사용할 수 없습니다. - USB 케이블을 사용하여 호스트 PC를 J24 커넥터에 연결합니다.
- SC_SPI를 활성화하려면 점퍼 J1의 2~8개 핀을 닫아야 합니다.
- FlashPro 프로그래머를 J3 커넥터(J)에 연결합니다.TAG 헤더)를 사용하고 다른 USB 케이블을 사용하여 FlashPro 프로그래머를 호스트 PC에 연결합니다.
- USB-UART 브리지 드라이버가 자동으로 감지되는지 확인하세요. 이는 호스트 PC의 장치 관리자를 통해 확인할 수 있습니다.
중요: 그림 6-1에서 보듯이 COM16의 포트 속성은 USB 직렬 포트에 연결되어 있음을 보여줍니다. 따라서 이 예제에서는 COM16이 선택되었습니다.ample. COM 포트 번호는 시스템에 따라 다릅니다. USB-UART 브리지 드라이버가 설치되지 않은 경우 드라이버를 다운로드하여 설치하세요. www.microchip.com/en-us/product/mcp2200. - 전원공급장치를 J19 커넥터에 연결하고 스위치 SW7을 사용하여 전원공급장치를 켭니다.
직렬 터미널 설정(Tera Term)(질문하기)
사용자 애플리케이션(MiV_uart_blinky.hex) file)는 UART 인터페이스를 통해 직렬 터미널에 "Hello World!" 메시지를 인쇄합니다.
직렬 터미널을 설정하려면 다음 단계를 수행하세요.
- 호스트 PC에서 Tera Term을 실행합니다.
- 다음 그림과 같이 Tera Term에서 식별된 COM 포트를 선택합니다.
- 메뉴 표시줄에서 설정 > 직렬 포트를 선택하여 COM 포트를 설정합니다.
- 다음 그림과 같이 속도(보드 속도)를 115200으로, 흐름 제어를 없음으로 설정하고 새 설정 옵션을 클릭합니다.
직렬 터미널이 설정된 후 다음 단계는 RT PolarFire® 장치를 프로그래밍하는 것입니다.
데모 실행(질문하기)
데모를 실행하려면 다음 단계를 수행하세요.
- TCM 초기화 클라이언트 생성
- RT PolarFire® 장치 프로그래밍
- SPI 플래시 이미지 생성
- SPI 플래시 프로그래밍
TCM 초기화 클라이언트 생성(질문하기)
시스템 컨트롤러를 사용하여 RT PolarFire®에서 TCM을 초기화하려면 miv_rv0_subsys_pkg.v의 로컬 매개변수 l_cfg_hard_tcm32_en을 사용합니다. file Synthesis 전에 1'b1로 변경해야 합니다. 자세한 내용은 MIV_RV32 사용자 가이드를 참조하세요.
Libero® SoC에서 Configure Design Initialization Data and Memories 옵션은 TCM 초기화 클라이언트를 생성하고 선택한 비휘발성 메모리 유형에 따라 sNVM, μPROM 또는 외부 SPI 플래시에 추가합니다. 이 애플리케이션 노트에서 TCM 초기화 클라이언트는 SPI 플래시에 저장됩니다. 이 프로세스에는 사용자 애플리케이션 실행 파일이 필요합니다. file (.마녀 file). 육각형 file (*.hex)는 SoftConsole 애플리케이션 프로젝트를 사용하여 생성됩니다.amp디자인과 함께 사용자 애플리케이션이 제공됩니다. files. 사용자 응용 프로그램 file 다음 단계에 따라 TCM 초기화 클라이언트를 생성하기 위해 (.hex)가 선택됩니다.
- Libero® SoC를 실행하고 script.tcl을 실행합니다(부록 2: TCL 스크립트 실행).
- 설계 초기화 데이터 및 메모리 구성 > Libero 디자인 흐름을 선택합니다.
- 다음 그림과 같이 Fabric RAM 탭에서 TCM 인스턴스를 선택하고 두 번 클릭하여 Fabric RAM 초기화 클라이언트 편집 대화 상자를 엽니다.
Edit Fabric RAM Initialization Client 대화 상자에서 Storage type을 SPI-Flash로 설정합니다. 그런 다음 Content를 선택합니다. file 다음 그림과 같이 가져오기(…) 버튼을 클릭합니다.
RT PolarFire 장치 프로그래밍(질문하기)
- 레퍼런스 디자인 files에는 Libero® SoC를 사용하여 만든 Mi-V 프로세서 서브시스템 프로젝트가 포함됩니다. RT PolarFire® 장치는 Libero SoC를 사용하여 프로그래밍할 수 있습니다.
- 다음 그림은 Libero SoC 설계 흐름을 보여줍니다.
RT PolarFire 장치를 프로그래밍하려면 Libero SoC에 제공된 TCL 스크립트를 사용하여 생성된 Mi-V 프로세서 하위 시스템 Libero 프로젝트를 열고 프로그램 작업 실행을 두 번 클릭합니다.
SPI 플래시 이미지 생성(질문하기)
- SPI 플래시 이미지를 생성하려면 디자인 흐름 탭에서 SPI 플래시 이미지 생성을 두 번 클릭합니다.
- SPI 플래시 이미지가 성공적으로 생성되면 'SPI 플래시 이미지 생성' 옆에 녹색 확인 표시가 나타납니다.
SPI 플래시 프로그래밍(질문하기)
SPI 플래시 이미지를 프로그래밍하려면 다음 단계를 수행하세요.
- 디자인 흐름 탭에서 PROGRAM_SPI_IMAGE 실행을 두 번 클릭합니다.
- 대화 상자에서 예를 클릭합니다.
- SPI 이미지가 장치에 성공적으로 프로그래밍되면 Run PROGRAM_SPI_IMAGE 옆에 녹색 확인 표시가 나타납니다.
- SPI 플래시 프로그래밍이 완료되면 TCM이 준비됩니다. 그 결과 LED 1, 2, 3, 4가 깜박이고 다음 그림과 같이 직렬 터미널에서 인쇄물이 관찰됩니다.
이것으로 데모를 마칩니다.
RT PolarFire® 장치와 SPI 플래시는 FlashPro Express를 사용하여 프로그래밍할 수도 있습니다. 부록 1: FlashPro Express를 사용한 RT PolarFire 장치 및 SPI 플래시 프로그래밍을 참조하세요.
부록 1: FlashPro Express를 사용한 RT PolarFire 장치 및 SPI 플래시 프로그래밍(질문하기)
레퍼런스 디자인 files에는 프로그래밍 작업이 포함됩니다. file FlashPro Express를 사용하여 RT PolarFire® 장치를 프로그래밍하기 위한 작업입니다. 이 작업 file 또한 TCM 초기화 클라이언트인 SPI 플래시 이미지도 포함합니다. FlashPro Express는 이 프로그래밍 .job으로 RT PolarFire 장치와 SPI 플래시를 모두 프로그래밍합니다. file. 프로그래밍 .job file Design에서 이용 가능합니다.Files_디렉토리\프로그래밍_files.
프로그래밍을 사용하여 RT PolarFire 장치를 프로그래밍하려면 file FlashPro Express를 사용하여 다음 단계를 수행하세요.
- 하드웨어를 설정하려면 하드웨어 설정을 참조하세요.
- 호스트 PC에서 FlashPro Express 소프트웨어를 실행합니다.
- 새로운 작업 프로젝트를 만들려면 새로 만들기를 클릭하거나 프로젝트 메뉴에서 FlashPro Express 작업에서 새 작업 프로젝트를 선택하세요.
- 대화 상자에 다음을 입력하세요.
- 프로그래밍 작업 file: 찾아보기를 클릭하고 .job이 있는 위치로 이동합니다. file 위치를 선택하고 file. 작업 file Design에서 이용 가능합니다.Files_디렉토리\프로그래밍_files.
- FlashPro Express 작업 프로젝트 위치: 찾아보기를 클릭하고 프로젝트를 저장할 위치로 이동합니다.
- 확인을 클릭합니다. 필요한 프로그래밍 file 선택되어 프로그래밍할 준비가 되었습니다.
- FlashPro Express 창이 다음 그림과 같이 나타납니다. 프로그래머 필드에 프로그래머 번호가 나타나는지 확인합니다. 나타나지 않으면 보드 연결을 확인하고 Refresh/Rescan Programmers를 클릭합니다.
- 실행을 클릭합니다. 장치가 성공적으로 프로그래밍되면 다음 그림과 같이 RUN PASSED 상태가 표시됩니다.
이것으로 RT PolarFire 장치와 SPI 플래시 프로그래밍이 끝났습니다. 보드를 프로그래밍한 후 UART 터미널에 인쇄된 "Hello World!" 메시지와 사용자 LED의 깜박임을 관찰합니다.
부록 2: TCL 스크립트 실행(질문하기)
TCL 스크립트는 디자인에 제공됩니다. fileHW 디렉토리 아래의 s 폴더. 필요한 경우, 디자인 흐름은 작업 생성까지 Design Implementation에서 재현될 수 있습니다. file.
TCL을 실행하려면 다음 단계를 수행하세요.
- Libero 소프트웨어를 실행합니다.
- 프로젝트 > 스크립트 실행…을 선택하세요.
- 찾아보기를 클릭하고 다운로드한 HW 디렉토리에서 script.tcl을 선택합니다.
- 실행을 클릭합니다.
TCL 스크립트를 성공적으로 실행한 후, HW 디렉토리에 Libero 프로젝트가 생성됩니다.
- TCL 스크립트에 대한 자세한 내용은 rtpf_an4229_df/HW/TCL_Script_readme.txt를 참조하세요. TCL 명령에 대한 자세한 내용은 Tcl 명령 참조 가이드를 참조하세요. Microchip에 문의하세요.
- TCL 스크립트를 실행하는 동안 발생하는 모든 질문에 대한 기술 지원을 제공합니다.
개정 내역(질문하기)
개정 내역 테이블은 문서에 구현된 변경 사항을 설명합니다. 변경 사항은 가장 최신 발행물부터 시작하여 개정판별로 나열됩니다.
표 10-1. 개정 내역
개정 | 날짜 | 설명 |
B | 10/2024 | 다음은 문서의 개정판 B에서 변경된 내용 목록입니다.
|
A | 10/2021 | 이 문서의 첫 번째 출판 |
마이크로칩 FPGA 지원
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를 통해 기술 지원 센터에 문의하십시오. web사이트에서 www.microchip.com/support. FPGA 디바이스 부품 번호를 언급하고 적절한 케이스 카테고리를 선택하고 디자인을 업로드하십시오. files 기술 지원 사례를 만드는 동안.
제품 가격, 제품 업그레이드, 업데이트 정보, 주문 상태 및 승인과 같은 비기술적 제품 지원에 대해서는 고객 서비스에 문의하십시오.
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- 팩스: 전 세계 어디에서나 650.318.8044
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