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

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:

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.