Guia rápido:
Processador MicroBlaze Soft para Vitis 2021.1

INTRODUÇÃO

Este Guia de Início Rápido o guiará pela criação de um sistema básico de processador MicroBlaze™ usando designs predefinidos de processador.
Recursos e informações adicionais podem ser encontrados no verso para ajudá-lo a adaptar um sistema de processador MicroBlaze às suas especificações exatas de projeto. Características incluem:

- Livre de royalties
- Altamente configurável
– Alto desempenho
- Baixa potência
- Suporte Linux e RTOS
– Ferramentas de desenvolvimento gratuitas

O que é o processador MicroBlaze?

MicroBlaze é o núcleo de processador suave da Xilinx otimizado para aplicativos incorporados em dispositivos Xilinx. O processador MicroBlaze é fácil de usar e oferece flexibilidade para selecionar a combinação de periféricos, memória e interfaces conforme necessário.
O processador MicroBlaze é comumente usado em uma das três configurações predefinidas, conforme mostrado na tabela abaixo: um microcontrolador simples executando aplicativos bare-metal; um processador em tempo real com cache e uma unidade de proteção de memória que faz interface com a memória no chip fortemente acoplada executando o FreeRTOS; e, finalmente, um processador de aplicativos com uma unidade de gerenciamento de memória rodando Linux. A tabela (abaixo) mostra as estimativas de desempenho e utilização para essas configurações em um dispositivo Artix®-7.

	Microcontroladores	Em tempo real	Aplicativo
MHz	204	172	146
Células Lógicas	1900	4000	7000
% de utilização	1%	2%	4%

*Baseado em dispositivos XC7A200T -3 speed grade
O MicroBlaze pode ser usado como processador autônomo em todos os FPGAs Xilinx ou como coprocessador em um sistema Zynq® SoC. Também pode ser configurado para adicionar tamper proteção e proteção contra falhas configurando no modo de passo de bloqueio, bem como fornecendo mitigação de perturbação de evento único com redundância modular tripla. Projetos com vários processadores podem ser depurados simultaneamente usando a plataforma de software unificada Xilinx Vitis™.

ANTES DE COMEÇAR

Este Guia de início rápido assume que você está direcionando uma placa de desenvolvimento Xilinx. Se esta placa vier de um parceiro da placa Xilinx, você precisa baixar as placas mais recentes e example projetos dentro do Vivado. Consulte as Perguntas frequentes (próxima página) para obter links para alguns de nossos parceiros.

DESENVOLVIMENTO DE HARDWARE

• Inicie o Vivado® Design Suite (2021.1 ou posterior).
• Em Ferramentas selecione Loja Vivado. Selecione a guia Placas e clique em Atualizar no canto inferior esquerdo para baixar a versão mais recente do catálogo.
• Quando o download estiver concluído, escolha Open Exampo Projeto.
• Quando o Assistente abrir, leia o texto informativo e clique em Avançar.
• Antes de escolher um modelo, clique em Atualizar novamente no canto inferior esquerdo.
• Nos modelos, selecione Predefinições de design do MicroBlaze e clique em Avançar.
• Insira um nome de projeto e um local para o projeto files e clique em Avançar.
• Escolha a placa de destino e clique em Avançar.
• Escolha Microcontrolador e clique em Avançar.
• Agora clique em Finish para criar o projeto e o Block Design será aberto.
• Clique duas vezes no bloco MicroBlaze no diagrama.
• Em Configurações Predefinidas, observe que existem diferentes configurações do MicroBlaze, incluindo as mencionadas na tabela à esquerda. Clique em Cancelar para manter as configurações atuais.
• Para agora salvar o desenho pressione Ctrl + S ou clique File→Salvar projeto de bloco.
• Em seguida, para gerar o bitstream, que contém os dados de configuração para o FPGA, escolha Generate Bitstream.
• Inicie as execuções de síntese e implementação, clique em Sim. O status da compilação é mostrado no canto superior direito do Vivado. Pronto indica conclusão.
• Quando concluído, clique em OK para abrir o projeto implementado.
• Na barra de ferramentas principal, clique em File e selecione Exportar → Exportar Hardware. Marque a caixa Incluir fluxo de bits e certifique-se de que ele seja exportado para o mesmo local do projeto e clique em OK.
• Para iniciar o desenvolvimento de software com este processador MicroBlaze, selecione Ferramentas → Iniciar Vitis IDE na barra de ferramentas principal. Vitis agora vai abrir e importar a plataforma de hardware, incluindo o MicroBlaze μP.

DESENVOLVIMENTO DE SOFTWARE

• Quando o Vitis for iniciado, clique em Procurar… para selecionar o mesmo local do projeto que o espaço de trabalho e clique em Iniciar.
• Escolha Criar Projeto de Aplicativo e clique em Avançar.
• Clique na guia Criar uma nova plataforma do hardware (XSA) e clique em Procurar.
• Verifique a localização do seu projeto e selecione o XSA file e clique em Abrir e, em seguida, clique em Avançar.
• Defina o nome do projeto como Hello_world sem espaços.
• Defina o projeto do sistema como "nome da sua placa"_system sem espaços e clique em Avançar.
• Clique em Avançar, escolha o modelo Hello World e clique em Concluir.
• Expanda a pasta src e clique duas vezes em HelloWorld.c para view e edite o código-fonte.
• Clique no botão construir para construir seu projeto.
• Você verá duas pastas importantes na janela do Explorer:

Hello_world contém todos os binários, .C e .H (cabeçalho) files mb_preset_wrapper inclui a pasta board support package (bsp) – Drivers de software, especificação de software e Makefile.

• Certifique-se de que sua placa de destino esteja ligada e conectada ao PC host via USB-JTAG porta – esta porta também serve como conexão USB-UART para o processador MicroBlaze.
• Na barra de ferramentas superior, clique em Xilinx → Program Device e depois em Program novamente para programar seu FPGA com seu design de hardware.

DESENVOLVIMENTO DE SOFTWARE (cont.)

• Configure o terminal UART para comunicação serial clicando em Janela → Mostrar View…, expanda a pasta Terminal e clique duas vezes em Terminal.
• Abra um terminal clicando no botão ícone no canto inferior direito.
• Escolha Terminal Serial e use as seguintes configurações:
  Use a porta COM correta
  Taxa de transmissão: 115200
  Bits de dados: 8
  Paridade: Nenhuma
  Parar Bits: 1
  Controle de fluxo: Nenhum
  Tempo limite (seg): 5
• Clique em OK.
• Agora baixe o aplicativo clicando com o botão direito do mouse em seu
  projeto Hello_world e escolhendo Executar como… Selecione Iniciar
  Hardware (Depuração de Aplicativo Único) e clique em OK.
• Seu programa será executado e você deverá ver “Hello World” aparecer dentro do seu Terminal Serial.
• Parabéns! Você criou seu primeiro aplicativo de processador MicroBlaze.
• Agora você pode tentar construir e executar outros example aplicativos, como os fornecidos:

Perguntas frequentes e RECURSOS ADICIONAIS

• Como faço para carregar placas de terceiros no Vivado example projetos?
• Como mostrado no Vivado, baixe as placas mais recentes e atualize example projetos.
• Por onde devo começar a aprender mais sobre o processador MicroBlaze?
  Visite o Hub de Design MicroBlaze. Ele contém links para documentação, wikis e tutoriais em vídeo que fornecem muitas informações. A maioria dos links de documentos nesta FAQ também pode ser encontrada lá.
• Onde posso encontrar detalhes específicos sobre o processador MicroBlaze?
  Acesse: UG984 – Guia de referência do processador MicroBlaze.
• Como posso estimar o tamanho e o desempenho do meu processador MicroBlaze configurado?
  Vá para: MicroBlaze Performance Metrics como ponto de partida.
• Onde posso encontrar um tutorial mais completo?
  Vá para: UG940 – Laboratório 3: Usando o Processador MicroBlaze Embutido.
• Onde posso obter mais detalhes sobre como criar um design de ferramenta Vivado?
  Visite nossos hubs Vivado Design.
• Preciso estar nas ferramentas do Vivado para iniciar o Vitis?
  Não. Vitis é uma plataforma de software unificada que pode ser lançada independentemente da Vivado. No entanto, você precisará de uma plataforma do Viti ou criar uma nova plataforma a partir do hardware (.xsa) file alvo para o desenvolvimento de software.
• O que eu faço se o quadro que estou segmentando não estiver na lista?
  Muitos fornecedores de placas fornecem placas files e plataformas que podem ser adicionadas ao Vivado e Vitis. Entre em contato com o fabricante específico para estes files.
• E se eu precisar fazer alterações no design do meu hardware?
  Feche o Vitis e faça as edições de design HW necessárias nas ferramentas Vivado, depois siga a sequência para bit file geração. Este design de hardware atualizado deve então ser exportado das ferramentas Vivado e importado para o Vitis como uma nova plataforma.
• Como faço para expandir a capacidade do meu quadro de avaliação?
  PMODs, escudos Arduino, placas Click e cartões FMC podem ser usados ​​para expandir os recursos de nossas placas de avaliação.
• Como crio uma imagem flash inicializável que contém meu fluxo de bits e meu aplicativo?
  Consulte o capítulo 7 do UG898. No Vivado, Ferramentas → Associar ELF Filee…
  No Vitis, Xilinx → Programe FPGA (selecione ELF para MicroBlaze).
• O que acontece quando exporto o hardware e inicio o Vitis?
  Um arquivo de suporte Xilinx (.xsa) file é criado. Isto file contém especificações de HW, interfaces IP, informações de sinal externo e informações de endereço de memória local. Isso é usado pelo Vitis para criar uma plataforma de hardware.
• Como me comunico entre o Zynq®-7000 SoC e o MicroBlaze?
  Veja este QTV no YouTube: Zynq e MicroBlaze IOP Block, OCM e Memory Resource Sharing.
• Como faço para depurar vários processadores em um único sistema?
  Depuração multicore heterogênea com Xilinx SDK.
• Quanta memória FPGA o processador MicroBlaze pode acessar?
  Podem ser criados sistemas MicroBlaze que acessam toda a memória disponível em um FPGA. Mas isso vem ao custo de um FMAX mais baixo. As implementações típicas do MicroBlaze usam 128 KB ou menos.
• Quais sistemas operacionais e bibliotecas são compatíveis com o Vitis for MicroBlaze?
  Consulte Sistemas Operacionais Suportados e UG643 – Guia de SO e Bibliotecas.
• Posso executar Linux ou um RTOS no processador MicroBlaze?
  sim. Para melhor desempenho, escolha o Aplicativo ou Tempo Real
  Configuração predefinida nas configurações do MicroBlaze no Vivado.
• Como crio um bootloader Linux para o processador MicroBlaze?
  Vá para: Construir U-Boot para MicroBlaze.

Recursos

• Hub de Design de Documentação MicroBlaze
• Wiki de introdução ao MicroBlaze
• Página do produto MicroBlaze Soft Processor Core
• Usando o processador MicroBlaze para acelerar o desenvolvimento de sistemas embarcados de baixo custo
• Hub incorporado do Document Navigator
• Tutoriais do Vivado Design Suite
• Ajuda do Xilinx Vitis Tools
• Registros de respostas da base de conhecimento
• Conselhos de Parceiros de Terceiros
  Avnet | Digiliente | Trenz | Incluir | iWave | MYiR | ALINX
•  Guia de início rápido: Processador MicroBlaze Soft para Vitis 2019.2

Documentos / Recursos

Sistema de núcleo de processador suave XILINX MicroBlaze [pdf] Guia do Usuário Sistema de núcleo do processador MicroBlaze Soft, Sistema de processador MicroBlaze Soft, Processador MicroBlaze Soft, MicroBlaze

Referências

• Manual do usuário