最近礦難，某寶某魚上都出現(xiàn)了大量礦機(jī)控制板。。。ASIC負(fù)責(zé)挖礦，控制板負(fù)責(zé)聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)視、控制之類。控制板不乏有各種水果派，像香橙派、樹莓派、狗骨頭之類的所謂“極客玩具”在其之列，想必國內(nèi)水果派廠家活的是相當(dāng)滋潤。。。光靠極客教育哪有什么賺頭，極客大都很窮的，像我這樣看到這么便宜的“zynq開發(fā)板”，便忍不住要跟風(fēng)收一波垃圾了。。。

某魚上EBAZ4205控制板泛濫，它出自翼比特E9+礦機(jī)。它的老版控制卡EBAZ4203配置與其基本一樣。

ebaz4205

下面一大坨都是計(jì)算卡，上面一小塊才是控制板

板子概況

ebaz4205

開發(fā)工程

SOC啟動(dòng)配置

ZYNQ系列的SOC集成了雙核ARM Cortex-A9和FPGA。整個(gè)SOC分為PS（processing system）和PL（programmable logic）兩部分。PS包括處理器、片上AMBA總線、存儲(chǔ)控制器、部分外設(shè)以及固定的IO口；PL就是FPGA。ZYNQ 7010處理器主頻可以到約600MHz，F(xiàn)PGA有約28K個(gè)LE。

zynq

ZYNQ的PS部分可以拋開PL部分而獨(dú)立運(yùn)行，因?yàn)镻S的外設(shè)都默認(rèn)綁定了一些IO口（MIO），內(nèi)存控制器之類的IO口還是不可更改的，這時(shí)候就可以像開發(fā)其他ARM SOC那樣去玩ZYNQ。MIO是有限的，一些外設(shè)端口沖突的話可以通過EMIO繞道PL將其引出，這時(shí)候就需要管PL部分了。

ZYNQ的啟動(dòng)分為三步：

• BOOT ROM，根據(jù)引腳配置選擇從哪里啟動(dòng)，如QSPI、nand/nor flash、SD卡等。將FSBL（first stage bootloader）加載到片上內(nèi)存里。7010的片上內(nèi)存有256k。
• FSBL，初始化更多的MIO口，初始化DDR，還可以初始化PL部分，然后將應(yīng)用程序搬到DDR中。初始化部分由vivado直接生成，即那個(gè)上萬行的ps7_init.c。FSBL可以直接用Xilinx SDK的例子工程，相當(dāng)于這些工作都可以點(diǎn)點(diǎn)鼠標(biāo)就完成了。
• 應(yīng)用程序。可以直接是用戶的應(yīng)用程序，也可以是又一個(gè)loader，比如uboot之類的，剩下的事情就由程序員自己做決定了。

應(yīng)當(dāng)指出，F(xiàn)SBL相當(dāng)于是uboot SPL的地位。在Xilinx uboot工程中，那個(gè)上萬行的初始化c程序就編譯進(jìn)SPL中去了，所以如果用SDK的FSBL就不需要uboot的SPL了。

這塊板子的R2577和R2584電阻用于配置啟動(dòng)設(shè)備。把R2584焊到R2577上，將原來nand啟動(dòng)改為SD卡啟動(dòng)。

vivado

Vivado操作流程

利用Xilinx那套笨重的開發(fā)環(huán)境，helloworld工程完全可以用鼠標(biāo)操作出來，一行代碼都不用寫。。

首先新建個(gè)工程

一直next到選擇芯片。選xc7z010clg400-1

vivado

接下來就順著左邊欄Flow Navigator進(jìn)行操作。

vivado

Create Board Design

點(diǎn)加號(hào)添加ZYNQ7 Processing System:

vivado

雙擊出來的zynq7 processing system藍(lán)框框，配置PS系統(tǒng)：

• 添加nand控制器，默認(rèn)就行了：

  

  vivado

• 添加MIO設(shè)置。勾上ENET0、SD0、UART1。注意引腳配置：

  

  vivado

• 設(shè)置外設(shè)時(shí)鐘。把網(wǎng)口改成百兆的：

  

  vivado

• 設(shè)置DDR。幸好我們的MT41K128M16有默認(rèn)參數(shù)配置：

  

  vivado

因?yàn)榘遄拥木W(wǎng)口通過EMIO引出，所以我們需要一個(gè)個(gè)手動(dòng)分配引腳。但是這個(gè)IP是GMII千兆網(wǎng)口，TX RX有8位，而百兆網(wǎng)卡用的MII接口TX RX只有4位，必須顯式地加兩個(gè)concat模塊來將8位轉(zhuǎn)為4位，否則多余的引腳引出了但是不分配IO口，最后生成bitstream時(shí)候會(huì)報(bào)錯(cuò)。

vivado

將GMII的TX、RX引到各自的concat模塊處，將GMII其他引腳以及MDIO引出：右鍵點(diǎn)擊Make External

vivado

將FCLK_CLK0跟M_AXI_GP0_ACLK連起來，最后點(diǎn)擊上方欄的Run Block Automation完成剩下的工作。

vivado

完成后的效果：

vivado

左邊欄Generate Block Design

先Generate Block Design，然后右鍵Source框下面的bd文件，Create HDL Wrapper：

vivado

左邊欄Run Synthesis

先綜合一次，然后打開Open Synthesized Design->Constraint Wizard，分配引腳。這時(shí)需要新建一個(gè)constraint文件。

將網(wǎng)口的引腳都設(shè)置為LVCMOS33電平，然后逐個(gè)分配引腳。。。

vivado

設(shè)置完成后Ctrl-S保存，約束文件生成如下：

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports ENET0_GMII_RX_CLK_0]
...
set_property PACKAGE_PIN U14 [get_ports ENET0_GMII_RX_CLK_0]
set_property PACKAGE_PIN U15 [get_ports ENET0_GMII_TX_CLK_0]
set_property PACKAGE_PIN W19 [get_ports {ENET0_GMII_TX_EN_0[0]}]
set_property PACKAGE_PIN W18 [get_ports {enet0_gmii_txd[0]}]
set_property PACKAGE_PIN Y18 [get_ports {enet0_gmii_txd[1]}]
set_property PACKAGE_PIN V18 [get_ports {enet0_gmii_txd[2]}]
set_property PACKAGE_PIN Y19 [get_ports {enet0_gmii_txd[3]}]
set_property PACKAGE_PIN W16 [get_ports ENET0_GMII_RX_DV_0]
set_property PACKAGE_PIN W15 [get_ports MDIO_ETHERNET_0_0_mdc]
set_property PACKAGE_PIN Y14 [get_ports MDIO_ETHERNET_0_0_mdio_io]
set_property PACKAGE_PIN Y16 [get_ports {enet0_gmii_rxd[0]}]
set_property PACKAGE_PIN V16 [get_ports {enet0_gmii_rxd[1]}]
set_property PACKAGE_PIN V17 [get_ports {enet0_gmii_rxd[2]}]
set_property PACKAGE_PIN Y17 [get_ports {enet0_gmii_rxd[3]}]

然后再綜合一次。。。

左邊欄Run Implementation 和 Generate Bitstream

要跑一段時(shí)間。。。

輸出設(shè)計(jì)

File->Export->Export Hardware

記得勾上Include Bitstream。

進(jìn)入SDK

File->Launch SDK

SDK操作流程

首先需要新建FSBL。

File->New->Application Project，Next到Templates，選Zynq FSBL：

sdk

然后它會(huì)自動(dòng)開始編譯。。。

然后才新建helloworld。。

File->New->Application Project，Next到Templates，選Hello World。它也會(huì)自動(dòng)開始編譯，不出意外的話就完事了。

最后生成啟動(dòng)文件BOOT.bin

左邊欄右鍵helloworld工程，Create Boot Image。可以看到這個(gè)啟動(dòng)文件包括了三部分：

• fsbl
• bitstream
• 應(yīng)用程序

sdk

點(diǎn)亮板子

將一張SD卡格式化為fat文件系統(tǒng)，將bootimage/BOOT.bin丟進(jìn)去，插上電就能啟動(dòng)了。

sdk

測(cè)試網(wǎng)口

SDK里面新建lwIP Echo Server工程，等它編譯完，生成BOOT.bin，拷到SD卡里。插好網(wǎng)線，在終端中telnet它的7號(hào)端口，輸入一行，回車，然后它就將你輸入的東西返回來了。。。

sdk

debugging

debugging