Zynq UIO Linux драйвер, как его использовать с AXI интерфейсом

В этой статье речь пойдёт про UIO драйвер Linux, Userspace Input Output.

Ранее было рассмотрено несколько простых способов как работать с GPIO на плате Zybo с помощью Linux и было сказано несколько слов про работу с памятью ОС в целом.

Для работы с периферией нужно использовать специальный драйвер предназначенный конкретно для неё, либо обладать правами администратора, знать где в памяти ОС находится необходимые регистры и работать с ними напрямую через /dev/mem.

Но в целях безопасности, обычные пользователи не обладают достаточными правами для работы с памятью напрямую, и необходимого драйвера может не быть в принципе. К тому же многие устройства генерируют прерывания. Для их обработки без драйвера не обойтись.

Создание своего драйвера требует довольно больших затрат и возможно оно нее оправдано, к примеру для простого доступа к светодиоду. Для его написания нужно взаимодействовать с исходниками ядра, что в конечном итоге может повредить всю ОС.
Хорошая книга по Linux драйверам: Linux Device Drivers,

Как помигать светодиодом на Zynq FPGA (ПЛИС) с помощью Linux используя отладочную плату Zybo вместе с sysfs или /dev/mem

В данной статье будет рассмотрено несколько способов мигания светодиодом, в принципе небольшое пособие по использованию портов ввода вывода из Linux.

Теория

Есть 3 основных варианта создания и настройки GPIO выводов из ARM процессора.
Информация по большей части взята из документации ug585-Zynq-7000-TRM.

в сердце Zybo находится XC7Z010-1CLG400C, это SoC (System on Chip), который состоит из ARM процессора и FPGA. Их можно рассматривать как 2 раздельных устройства, у каждого из них имеются свои подключения к ножкам микросхемы, к тому же между ними есть внутренние соединения для обмена данными. Более детально это можно увидеть на следующей схеме:

Рис.1 структурная схема интерфейсов

Светильники из орг стекла

Пару лет назад сделал подарок на день рождения. с Bill cipher из Gravity Falls:

Ещё раньше сделал следующее:

Как добавить FPGA bit файл в загрузочный BOOT.bin, для конфигурации ПЛИС вместе с Linux

В данном руководстве будет рассказано каким образом перекомпилировать U-Boot, для того, чтобы, добавить бинарный файл для конфигурации FPGA, в загрузочный файл BOOT.bin.

Для того чтобы FSBL сконфигурировал ПЛИС при включении питания и перед запуском Linux, его необходимо добавить в загрузочный файл сразу после FSBL, иначе он его не найдёт. Необходимо использовать *.bit файл в *.bin файле нет заголовка и он не запуститься через FSBL. Это выглядит следующим образом:

Embedded Linux на Zynq, как переместить файлы с компьютера на Linux

О том как запустить Linux на Zynq рассказано здесь.

По умолчанию для передачи файлов на Linux ядро от Xilinx, можно использовать несколько способов описанных на их wiki: xilinx-wiki.atlassian.net.

На рабочую систему файлы можно передавать как через Ethernet порт, так и через USB (UART) порт. Но т.к. файловая система находится в RAM, при выключении питания добавленные файлы пропадут, для их сохранения необходимо изменить файловую систему rootfs. Сперва рассмотрим передачу файлов через ethernet.

Как скомпилировать Linux для отладочной платы Zybo (Zynq) и запустить его с QSPI

В данной статье будет описано каким образом подготовить все необходимые файлы для запуска Linux с FPGA фирмы Xilinx, а именно отладочной платы Zybo. С последующей записью необходимых файлов на QSPI и запуском готовой системы.

Данное руководство основано на следующих:
instructables.com, xilinx-wiki.atlassian.net, github.com.

Разработка FPGA части будет производиться в Vivado 2019.1, компиляция необходимых файлов для Linux будет выполнена в виртуальной машине Oracle VM VirtualBox, на которой установлена Ubuntu.

Компиляция будет происходить без использования PetaLinux, как утверждают Xilinx - это платформа, которая содержит всё необходимое для запуска Linux на FPGA и облегчает внесение изменений. В данном руководстве всё будет собираться ручным образом, для того чтобы ближе взглянуть на работу встроенных систем.