Subsistema de processador MICROCHIP AN4229 Risc V
Informações do produto
Especificações
- Nome do produto: RT PolarFire
- Modelo: AN4229
- Subsistema do processador: RISC-V
- Requisitos de energia: adaptador de energia CA de 12 V/5 A
- Interface: USB 2.0 A para mini-B, Micro B USB 2.0
Instruções de uso do produto
Requisitos de projeto
Os requisitos de hardware e software para construir um subsistema de processador Mi-V são os seguintes:
- Adaptador de energia CA 12V/5A e cabo
- Cabo USB 2.0 A para mini-B
- Cabo Micro B USB 2.0
- Consulte o readme.txt file no design files para todas as versões de software necessárias
Pré-requisitos de design
Antes de iniciar o processo de design, certifique-se de que as seguintes etapas sejam executadas:
- [Lista de pré-requisitos]
Descrição do Projeto
MIV_RV32 é um núcleo de processador projetado para implementar o conjunto de instruções RISC-V. O núcleo pode ser implementado em um FPGA.
Perguntas frequentes
- P: Quais são os requisitos de hardware para o RT PolarFire?
R: Os requisitos de hardware incluem um adaptador de energia CA de 12 V/5 A e um cabo, um cabo USB 2.0 A para mini-B e um cabo Micro B USB 2.0. - P: Qual é o subsistema do processador do RT PolarFire?
R: O subsistema do processador é baseado na arquitetura RISC-V.
Introdução (Faça uma pergunta)
A Microchip oferece o processador Mi-V IP e a cadeia de ferramentas de software sem custo para desenvolver designs baseados em processador RISC-V. RISC-V é uma Arquitetura de Conjunto de Instruções (ISA) aberta padrão sob a governança da fundação RISC-V. Ela oferece vários benefícios, que incluem permitir que a comunidade de código aberto teste e melhore núcleos em um ritmo mais rápido do que ISAs fechadas. RT PolarFire® Field Programmable Gate Array (FPGAs) suporta processadores de software Mi-V para executar aplicativos de usuário. Esta nota de aplicação descreve como construir um subsistema de processador Mi-V para executar um aplicativo de usuário a partir da memória TCM designada inicializada a partir do SPI Flash.
Requisitos de design (faça uma pergunta)
A tabela a seguir lista os requisitos de hardware e software para construir um subsistema de processador Mi-V.
Tabela 1-1. Requisitos de projeto
| Exigência | Descrição |
| Requisitos de hardware | |
| Kit de desenvolvimento RT PolarFire® (RTPF500TS-1CG1509M) Adaptador de energia CA de 12 V/5 A e cabo USB 2.0 A para cabo mini-B Cabo Micro B USB 2.0 | REV 1.0 |
| Requisitos de software | |
| Libero® SoC FlashPro Express SoftConsole | Veja o leiame.txt file no design files para todas as versões de software necessárias para criar o design de referência Mi-V |
Pré-requisitos de design (faça uma pergunta)
Antes de começar, execute os seguintes passos:
- Baixe o design de referência files do RT PolarFire: Construindo o subsistema do processador RISC-V.
- Baixe e instale o Libero® SoC no seguinte link: Libero SoC v2024.1 ou posterior.
Descrição do design (faça uma pergunta)
MIV_RV32 é um núcleo de processador projetado para implementar o conjunto de instruções RISC-V. O núcleo pode ser configurado para ter interfaces de barramento AHB, APB3 e AXI3/4 para acessos periféricos e de memória. A figura a seguir mostra o diagrama de blocos de nível superior do subsistema Mi-V construído no RT PolarFire® FPGA.
O aplicativo do usuário a ser executado no processador Mi-V pode ser armazenado em um SPI Flash externo. Na inicialização do dispositivo, o controlador do sistema inicializa o TCM designado com o aplicativo do usuário. O Reset do sistema é liberado após a inicialização do TCM ser concluída. Se o aplicativo do usuário for armazenado no SPI Flash, o Controlador do Sistema usa a interface SC_SPI para ler o aplicativo do usuário do SPI Flash. O aplicativo do usuário fornecido imprime a mensagem UART “Hello World!” e pisca os LEDs do usuário na placa.
Implementação de Hardware (Faça uma Pergunta)
A figura a seguir mostra o design do Libero do subsistema do processador Mi-V.
Blocos IP (Faça uma pergunta)
A tabela a seguir lista os blocos IP usados no projeto de referência do subsistema do processador Mi-V e suas funções.
Tabela 4-1. Descrição dos blocos IP
| Nome IP | Descrição |
| MONITOR_INIT | O RT PolarFire® Initialization Monitor obtém o status da inicialização do dispositivo e da memória |
| redefinir_syn | Esta é a instanciação do IP CORERESET_PF que gera uma reinicialização síncrona em nível de sistema para o subsistema Mi-V |
|
CCC_0 |
O bloco RT PolarFire Clock Conditioning Circuitry (CCC) recebe um clock de entrada de 160 MHz do bloco PF_OSC e gera um clock de estrutura de 83.33 MHz para o subsistema do processador Mi-V e outros periféricos. |
|
MIV_RV32_C0 (IP do processador Mi-V Soft) |
O valor padrão do endereço do vetor de redefinição do processador de software Mi-V é 0✕8000_0000. Após a redefinição do dispositivo, o processador executa o aplicativo de 0✕8000_0000. O TCM é a memória principal do processador Mi-V e é mapeado na memória para 0✕8000_0000. O TCM é inicializado com o aplicativo do usuário que é armazenado no SPI Flash. No mapa de memória do processador Mi-V, o intervalo de 0✕8000_0000 a 0✕8000_FFFF é definido para a interface de memória TCM e o intervalo de 0✕7000_0000 a 0✕7FFF_FFFF é definido para a interface APB. |
| MIV_ESS_C0_0 | Este subsistema estendido MIV (ESS) é usado para dar suporte a GPIO e UART |
| NúcleoSPI_C0_0 | O CoreSPI é usado para programar o SPI Flash externo |
| PF_SPI | A macro PF_SPI conecta a lógica do fabric ao SPI Flash externo, que é conectado ao Controlador do Sistema |
| PF_OSC | PF_OSC é um oscilador integrado que gera um clock de saída de 160 MHz |
Importante: Todos os guias e manuais do usuário de IP estão disponíveis em Libero SoC > Catálogo
Mapa de Memória (Faça uma Pergunta)
A tabela a seguir lista o mapa de memória das memórias e periféricos.
Tabela 4-2. Descrição do mapa de memória
| Periféricos | Endereço inicial |
| MTC | 0x8000_0000 |
| MIV_ESS_UART | 0x7100_0000 |
| MIV_ESS_GPIO | 0x7500_0000 |
Implementação de software (faça uma pergunta)
A Microchip fornece uma cadeia de ferramentas SoftConsole para criar um executável de aplicativo de usuário RISC-V (.hex) file e depurá-lo. O design de referência files incluem o espaço de trabalho Firmware que contém o projeto de software MiV_uart_blinky. O aplicativo de usuário MiV_uart_blinky é programado em um SPI Flash externo usando Libero® SoC. O aplicativo de usuário fornecido imprime a mensagem UART “Hello World!” e pisca os LEDs de usuário na placa.
Conforme o mapa de memória do design do Libero SoC, os endereços periféricos UART e GPIO são mapeados para 0x71000000 e 0x75000000, respectivamente. Essas informações são fornecidas no hw_platform.h file conforme mostrado na figura a seguir.
O aplicativo do usuário deve ser executado a partir da memória TCM (código, dados e pilha). Portanto, o endereço RAM no script do vinculador é definido como o endereço inicial da memória TCM, conforme mostrado na figura a seguir.
O script do vinculador (miv-rv32-ram.ld) está disponível na pasta FW\MiV_uart_blinky\miv_rv32_hal do projeto files. Para construir o aplicativo do usuário, execute as seguintes etapas:
- Crie um projeto Mi-V SoftConsole
- Baixe o MIV_RV32 HAL files e drivers do GitHub usando o link a seguir: github.com/Mi-V-Soft-RISC-V/platform
- Importar os drivers de firmware
- Crie o main.c file com código de aplicação
- Drivers de firmware de mapa e script do vinculador
- Memória de mapa e endereços periféricos
- Crie o aplicativo
Para mais informações sobre essas etapas, consulte AN4997: PolarFire FPGA Building a Mi-V Processor Subsystem. O .hex file é criado após a construção bem-sucedida e é usado para configuração de design e inicialização de memória na execução da demonstração.
Configurando a demonstração (Faça uma pergunta)
Para configurar a demonstração, execute as seguintes etapas:
- Configurando o hardware
- Configurando o Terminal Serial (Termo Tera)
Configurando o hardware (Faça uma pergunta)
Importante: A depuração do aplicativo Mi-V usando o depurador SoftConsole não funcionará se o Modo de Suspensão do Controlador do Sistema estiver habilitado. O Modo de Suspensão do Controlador do Sistema está desabilitado para este design para demonstrar o aplicativo Mi-V.
Para configurar o hardware, execute as seguintes etapas:
- Desligue a placa usando o interruptor SW7.
- Abra o jumper J31 para usar o programador FlashPro externo ou feche o jumper J31 para usar o programador FlashPro incorporado.
Importante: O Embedded Flash Pro Programmer só pode ser usado para programação por meio do Libero ou FPExpress e não pode ser usado para depuração de aplicativos baseados em Mi-V. - Conecte o PC host ao conector J24 usando o cabo USB.
- Para habilitar o SC_SPI, 1-2 pinos do jumper J8 devem ser fechados.
- Conecte o programador FlashPro ao conector J3 (JTAG cabeçalho) e use outro cabo USB para conectar o programador FlashPro ao PC host.
- Certifique-se de que os drivers da ponte USB para UART sejam detectados automaticamente, o que pode ser verificado por meio do gerenciador de dispositivos no PC host.
Importante: Conforme mostrado na Figura 6-1, as propriedades da porta COM16 mostram que ela está conectada à porta serial USB. Portanto, COM16 é selecionado neste exemplo.ample. O número da porta COM é específico do sistema. Se os drivers de ponte USB para UART não estiverem instalados, baixe e instale os drivers de www.microchip.com/en-us/product/mcp2200. - Conecte a fonte de alimentação ao conector J19 e ligue a fonte de alimentação usando o interruptor SW7.
Configurando o Terminal Serial (Termo Tera) (Faça uma Pergunta)
O aplicativo do usuário (MiV_uart_blinky.hex file) imprime a mensagem “Hello World!” no terminal serial através da interface UART.
Para configurar o terminal serial, execute as seguintes etapas:
- Inicie o Tera Term no PC host.
- Selecione a porta COM identificada no Tera Term, conforme mostrado na figura a seguir.
- Na barra de menu, selecione Configuração > Porta serial para configurar a porta COM.
- Defina a velocidade (baud) como 115200 e o controle de fluxo como nenhum e clique na opção Nova configuração, conforme mostrado na figura a seguir.
Após a configuração do terminal serial, o próximo passo é programar o dispositivo RT PolarFire®.
Executando a demonstração (Faça uma pergunta)
Para executar a demonstração, execute as seguintes etapas:
- Gerando o cliente de inicialização do TCM
- Programação do dispositivo RT PolarFire®
- Gerando a imagem SPI Flash
- Programando o SPI Flash
Gerando o cliente de inicialização do TCM (Faça uma pergunta)
Para inicializar o TCM no RT PolarFire® usando o controlador do sistema, um parâmetro local l_cfg_hard_tcm0_en no miv_rv32_subsys_pkg.v file deve ser alterado para 1'b1 antes da Synthesis. Para mais informações, veja o Guia do Usuário MIV_RV32.
No Libero® SoC, a opção Configure Design Initialization Data and Memories gera o cliente de inicialização TCM e o adiciona ao sNVM, μPROM ou a um SPI Flash externo, com base no tipo de memória não volátil selecionado. Nesta nota de aplicação, o cliente de inicialização TCM é armazenado no SPI Flash. Este processo requer o executável do aplicativo do usuário file (.hex file). O hexágono file (*.hex) é gerado usando o projeto de aplicativo SoftConsole. Comoampo aplicativo do usuário é fornecido junto com o design files. O aplicativo do usuário file (.hex) é selecionado para criar o cliente de inicialização do TCM usando as seguintes etapas:
- Inicie o Libero® SoC e execute o script.tcl (Apêndice 2: Executando o script TCL).
- Selecione Configurar dados e memórias de inicialização de design > Fluxo de design do Libero.
- Na guia Fabric RAMs, selecione a instância do TCM e clique duas vezes nela para abrir a caixa de diálogo Editar cliente de inicialização do Fabric RAM, conforme mostrado na figura a seguir.
Na caixa de diálogo Edit Fabric RAM Initialization Client, defina Storage type como SPI-Flash. Em seguida, selecione Content from file e clique no botão Importar (…) conforme mostrado na figura a seguir.
Programação do dispositivo RT PolarFire (Faça uma pergunta)
- O projeto de referência files incluem o projeto do subsistema do processador Mi-V criado usando o Libero® SoC. O dispositivo RT PolarFire® pode ser programado usando o Libero SoC.
- O fluxo de projeto do Libero SoC é mostrado na figura a seguir.
Para programar o dispositivo RT PolarFire, abra o projeto Libero do subsistema do processador Mi-V, que é criado usando os scripts TCL fornecidos no Libero SoC, e clique duas vezes em Executar ação do programa.
Gerando a imagem SPI Flash (Faça uma pergunta)
- Para gerar a imagem SPI Flash, clique duas vezes em Gerar imagem SPI Flash na guia Fluxo de design.
- Quando a imagem SPI Flash é gerada com sucesso, uma marca de seleção verde aparece ao lado de Gerar imagem SPI Flash.
Programação do SPI Flash (Faça uma pergunta)
Para programar a imagem SPI Flash, execute as seguintes etapas:
- Clique duas vezes em Executar PROGRAM_SPI_IMAGE na guia Fluxo de design.
- Clique em Sim na caixa de diálogo.
- Quando a imagem SPI é programada com sucesso no dispositivo, uma marca de seleção verde aparece ao lado de Executar PROGRAM_SPI_IMAGE.
- Após a programação do SPI Flash ser concluída, o TCM está pronto. Como resultado, os LEDs 1, 2, 3 e 4 piscam, então impressões são observadas no terminal serial, como mostrado na figura a seguir.
Isso conclui a demonstração.
O dispositivo RT PolarFire® e o Flash SPI também podem ser programados usando o FlashPro Express, consulte o Apêndice 1: Programação do dispositivo RT PolarFire e do Flash SPI usando o FlashPro Express.
Apêndice 1: Programação do dispositivo RT PolarFire e do flash SPI usando o FlashPro Express (Faça uma pergunta)
O projeto de referência files inclui um trabalho de programação file para programar o dispositivo RT PolarFire® usando FlashPro Express. Este trabalho file também inclui a imagem SPI Flash, que é o cliente de inicialização do TCM. O FlashPro Express programa tanto o dispositivo RT PolarFire quanto o SPI Flash com esta programação .job file. O trabalho de programação file está disponível em DesignFiles_diretório\Programação_files.
Para programar o dispositivo RT PolarFire com a programação file usando o FlashPro Express, execute as seguintes etapas:
- Configure o hardware, consulte Configurando o hardware.
- No PC host, inicie o software FlashPro Express.
- Para criar um novo projeto de trabalho, clique em Novo ou selecione Novo Projeto de Trabalho no FlashPro Express Job no menu Projeto.
- Digite o seguinte na caixa de diálogo:
- Trabalho de programação file: Clique em Procurar e navegue até o local onde o .job file está localizado e selecione o file. O emprego file está disponível em DesignFiles_diretório\Programação_files.
- Local do projeto de trabalho do FlashPro Express: Clique em Procurar e navegue até o local onde deseja salvar o projeto.
- Clique OK. A programação necessária file está selecionado e pronto para ser programado.
- A janela do FlashPro Express aparece como mostrado na figura a seguir. Confirme se um número de programador aparece no campo Programmer. Se não aparecer, verifique as conexões da placa e clique em Refresh/Rescan Programmers.
- Clique em EXECUTAR. Quando o dispositivo é programado com sucesso, um status RUN PASSED é exibido conforme mostrado na figura a seguir.
Isso conclui o dispositivo RT PolarFire e a programação do SPI Flash. Após programar a placa, observe a mensagem “Hello World!” impressa no terminal UART e o piscar dos LEDs do usuário.
Apêndice 2: Executando o script TCL (Faça uma pergunta)
Os scripts TCL são fornecidos no design filepasta s no diretório HW. Se necessário, o fluxo de design pode ser reproduzido desde a Implementação do Design até a geração do trabalho file.
Para executar o TCL, execute as seguintes etapas:
- Inicie o software Libero.
- Selecione Projeto > Executar Script…..
- Clique em Procurar e selecione script.tcl no diretório HW baixado.
- Clique em Executar.
Após a execução bem-sucedida do script TCL, o projeto Libero é criado dentro do diretório HW.
- Para mais informações sobre scripts TCL, consulte rtpf_an4229_df/HW/TCL_Script_readme.txt. Para mais informações sobre comandos TCL, consulte Tcl Commands Reference Guide. Entre em contato com a Microchip
- Suporte técnico para quaisquer dúvidas encontradas durante a execução do script TCL.
Histórico de revisões (faça uma pergunta)
A tabela de histórico de revisões descreve as mudanças que foram implementadas no documento. As alterações são listadas por revisão, começando com a publicação mais atual.
Tabela 10-1. Histórico de Revisão
| Revisão | Data | Descrição |
| B | 10/2024 | A seguir está a lista de alterações feitas na revisão B do documento:
|
| A | 10/2021 | A primeira publicação deste documento |
Suporte a microchips FPGA
O grupo de produtos Microchip FPGA apoia seus produtos com vários serviços de suporte, incluindo Atendimento ao Cliente, Centro de Suporte Técnico ao Cliente, website e escritórios de vendas em todo o mundo. Sugere-se que os clientes visitem os recursos on-line da Microchip antes de entrar em contato com o suporte, pois é muito provável que suas dúvidas já tenham sido respondidas.
Entre em contato com o Centro de Suporte Técnico através do website em www.microchip.com/support. Mencione o número de peça do dispositivo FPGA, selecione a categoria de caso apropriada e carregue o design files ao criar um caso de suporte técnico.
Entre em contato com o Atendimento ao cliente para obter suporte não técnico ao produto, como preços de produtos, atualizações de produtos, informações de atualização, status do pedido e autorização.
- Da América do Norte, ligue para 800.262.1060
- Do resto do mundo, ligue para 650.318.4460
- Fax, de qualquer lugar do mundo, 650.318.8044
Informação do Microchip
O Microchip Website
A Microchip fornece suporte online através do nosso website em www.microchip.com/. Esse website é usado para fazer files e informações facilmente disponíveis para os clientes. Alguns dos conteúdos disponíveis incluem:
- Suporte ao produto – folhas de dados e errata, notas de aplicação e sampprogramas, recursos de design, guias do usuário e documentos de suporte de hardware, lançamentos de software mais recentes e software arquivado
- Suporte técnico geral – Perguntas frequentes (FAQs), solicitações de suporte técnico, grupos de discussão on-line, lista de membros do programa de parceiros de design da Microchip
- Business of Microchip – Seletor de produtos e guias de pedidos, últimos comunicados de imprensa da Microchip, lista de seminários e eventos, listas de escritórios de vendas da Microchip, distribuidores e representantes de fábrica
Serviço de notificação de alteração de produto
- O serviço de notificação de alteração de produto da Microchip ajuda a manter os clientes atualizados sobre os produtos da Microchip. Os assinantes receberão notificação por e-mail sempre que houver alterações, atualizações, revisões ou erratas relacionadas a uma família de produtos específica ou ferramenta de desenvolvimento de interesse.
- Para se registrar, acesse www.microchip.com/pcn e siga as instruções de registro.
Suporte ao cliente
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- Distribuidor ou Representante
- Escritório de vendas local
- Engenheiro de Soluções Incorporadas (ESE)
- Suporte Técnico
Os clientes devem entrar em contato com seu distribuidor, representante ou ESE para obter suporte. Escritórios de vendas locais também estão disponíveis para ajudar os clientes. Uma lista de escritórios de vendas e locais está incluída neste documento.
O suporte técnico está disponível através do website em: www.microchip.com/support
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- A Microchip valoriza e protege agressivamente seus direitos de propriedade intelectual. Tentativas de violar os recursos de proteção de código do produto Microchip são estritamente proibidas e podem violar a Lei de Direitos Autorais do Milênio Digital.
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Índia – Bangalore Telefone: 91-80-3090-4444 Índia – Nova Deli Telefone: 91-11-4160-8631 Índia – Pune Telefone: 91-20-4121-0141 Japão – Osaka Telefone: 81-6-6152-7160 Japão – Tóquio Telefone: 81-3-6880-3770 Coreia – Daegu Telefone: 82-53-744-4301 Coreia – Seul Telefone: 82-2-554-7200 Malásia – Kuala Lumpur Telefone: 60-3-7651-7906 Malásia – Penang Telefone: 60-4-227-8870 Filipinas – Manila Telefone: 63-2-634-9065 Cingapura Telefone: 65-6334-8870 Taiwan –Hsin Chu Telefone: 886-3-577-8366 Taiwan – Kaohsiung Telefone: 886-7-213-7830 Taiwan – Taipé Telefone: 886-2-2508-8600 Tailândia – Banguecoque Telefone: 66-2-694-1351 Vietnã – Ho Chi Minh Telefone: 84-28-5448-2100 |
Áustria – Galês Telefone: 43-7242-2244-39 Fax: 43-7242-2244-393Dinamarca – Copenhague Telefone: 45-4485-5910 Fax: 45-4485-2829Finlândia – Espoo Telefone: 358-9-4520-820 França – Paris Alemanha – Garching Alemanha – Haan Alemanha – Heilbronn Alemanha – Karlsruhe Telefone: 49-721-625370 Alemanha – Munique Alemanha – Rosenheim Israel – Hod Hasharon Itália – Milão Itália – Pádua Holanda – Drunen Noruega – Trondheim Polônia – Varsóvia Romênia – Bucareste Espanha – Madri |
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