FPGA----UltraScale+系列的PS侧与PL侧通过AXI-HP交互（全网唯一最详）附带AXI4协议校验IP使用方法

news2024/11/15 13:51:37

1、之前写过一篇关于ZYNQ系列通用的PS侧与PL侧通过AXI-HP通道的文档，下面是链接。

FPGA----ZCU106基于axi-hp通道的pl与ps数据交互（全网唯一最详）_zcu106调试_发光的沙子的博客-CSDN博客大家好，今天给大家带来的内容是，基于AXI4协议的采用AXI-HP通道完成PL侧数据发送至PS侧（PS侧数据发送至PL侧并没有实现，但是保留了PL读取PS测数据的接口）本实验完成了，PL侧自定义数据传输到PS侧，并在PS侧写加软件，完成了PL侧传入数据的求和功能，发挥了整个SoC的功能，为后续PL侧加速计算，PS侧数据分析奠定了基础。_zcu106调试https://blog.csdn.net/qq_37912811/article/details/128097813?spm=1001.2014.3001.5501但当时只是实现了PL侧向PS侧写入数据的功能。而本次给大家带来完整的PS侧与PL侧读写数据完整实验原理以及实现方法。

需要注意的是，本次实验数据接口均采用Xilinx的通用AXI4协议，还有不会的同学赶紧去学习。此外，Xilinx为方便用户调试AXI4协议，还提供了AXI Verification IP本次实验会讲到他的使用方法。

2、实验软硬件：Vivado、zynq UltraScale+系列板卡

3、实验步骤：

①依据上文1中提到的AXI-HP文章，在Block Design中搭建ARM侧的设计，编写相应的数据生成Verilog文件，然后进行仿真。然后在Vivado的SIMULATIN时，可以发现一个现象，就是可以进行正常的写操作，即FPGA可以向ARM写数据。但是在进行读操作时，即FPGA读取ARM侧数据的仿真时，ARM侧应当发送的rvalid信号时钟不能拉高。我一直以为是我代码的问题，我还特意去Xilinx社区问了一下。下面是帖子链接。这也是为什么我去年只做了写操作的教程，没有做读操作的教程。

Xilinx Customer Communityhttps://support.xilinx.com/s/question/0D54U00007BtXHuSAN/the-zcu106-board-uses-axihp-protocol-to-complete-the-communication-between-ps-and-plthe-write-function-is-normal-but-the-read-function-is-abnormal?language=zh_CN

相信大家在做FPGA的时候都会看一些网上的视频教程，比如B站黑金的教程，还会下载对应的程序，但是人家的视频都是针对特定板子开发的，对于我们这种使用Xilinx官方板子的开发者来说，代码啥的都需要再改改。就比如说他的AXI-HP通道读写DDR操作，我看完以后，我甚至以为是Vivado出现BUG了，因为他的Block Design中设置好AXI-HP通道后生成HDL wrapper竟然会有DDR接口，而我用的ZCU106根本不会生成这个DDR接口，只有AXI接口。大家有兴趣的可以自行下载一下，下面是视频链接以及代码链接。

【35】ALINX Zynq MPSoC XILINX FPGA视频教程 SDK 裸机开发—PL读写PS端DDR之Vivado创建过程_哔哩哔哩_bilibili1. 课程内容本套视频教程是ALINX公司基于Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC系列FPGA原创的视频教程，内容包含裸机开发、Linux基础开发、Linux驱动开发、Vitis HLS开发、Vitis AI开发五大部分，详细讲述MPSoc系列FPGA芯片的各个部分开发的相关内容，视频基于ALINX公司自主设计的FPGA开发板进行讲解，理论结合实践，让大家可以充分理解开发的, 视频播放量 2747、弹幕量 3、点赞数 19、投硬币枚数 8、收藏人数 65、转发人数 8, 视频作者 ALINX官方, 作者简介，相关视频：【03】ALINX Zynq MPSoC XILINX FPGA视频教程 SDK 裸机开发—MPSoC开发之Vitis工程创建流程，【02】ALINX Zynq MPSoC XILINX FPGA视频教程 SDK 裸机开发—MPSoC开发之Vivado工程创建流程，【ALINX】FPGA ZYNQ视频教程——AX7010/AX7020教程——FPGA实验篇，【37】ALINX Zynq MPSoC XILINX FPGA视频教程 SDK 裸机开发—PS与PL交互之BRAM读写Vivado创建过程，【01】ALINX Zynq MPSoC XILINX FPGA视频教程 Linux基础开发—Petalinux定制Linux系统，【12】ALINX Zynq MPSoC XILINX FPGA视频教程 SDK 裸机开发—PS端UART读写例程，【ALINX】FPGA ZYNQ视频教程——AX7010/AX7020教程——SDK实验篇，【01】ALINX Zynq MPSoC XILINX FPGA视频教程 SDK 裸机开发—MPSoC架构介绍，【31】ALINX Zynq MPSoC XILINX FPGA视频教程 SDK 裸机开发—自定义IP之Vivado创建流程，【63】ALINX Zynq MPSoC XILINX FPGA视频教程 SDK 裸机开发—AD9280以太网传输及上位机显示波形实验https://www.bilibili.com/video/BV1UY4y1L7wb/?spm_id_from=333.788

AX7010资料链接：
2017.4版链接：https://pan.baidu.com/s/1xr3D1EED4zb1eyJHYTGRHg
提取码：3z1y
软件包链接：
2017.4版链接：https://pan.baidu.com/s/1RiolZAHIi8hCskJJGrmSjg
提取码：1w8y
ZYNQ视频链接：https://pan.baidu.com/s/11_oHUzEOZlBXWLllCdTf6A
提取码：3au6
ubuntu16链接：
链接：https://pan.baidu.com/s/19TurvpRlmWdEb8Yo_QatIg?pwd=tpcx
提取码：tpcx

最后我得出的结论是，zynq UltraScale+系列板卡（ZCU系列），在Vivado中进行仿真时，rvalid信号确实不会自动拉高，只有在上板子之后他才会被拉高。那么问题来了，每次生成bit文件时间那么长，总不能每次都浪费吧？为了解决这个问题，我们可以使用Xilinx提供的AXI协议调试IPAXI Verification IP。由于调试的AXI-HP接口，因此，下面以FPGA为主机，ARM为从机进行测试（ARM为从机，即设置AXI Verification IP为从机即可）。

②在block design中搜索axi vip然后添加

③配置axi vip模块

上面的设置依据大家的具体情况设定即可，要想调试出的AXI接口直接可以上板使用，最好的方法是：先在block design中配置好ARM，然后生成HDL wrapper，查看HDL wrapper中的verilog文件的ARM的每个端口配置，然后依据这个设置axi vip配置即可。

配置好axi vip后，将下面这三根线引出，然后配追地址，需要注意的是，axi vip只有2M，因此不能大量读写数据。写的时候要看清楚地址，下面这个偏移起始地址是44A0_0000，但是我写的代码是从0000_0000开始的，仍然可以正常使用，具体原因不清楚。

④编写自己的数据生成代码已经AXI接口代码，可以去我上面提供的链接里面下载，也可以查看我之前的文章，自行编写。

⑤配置axi vip仿真文件。虽然上面添加了axi vip模块，但这并不代表可以直接进行仿真了，还需要添加一些仿真文件。

添加自定义的testbench.sv文件(sv文件哈，system verilog文件)
打开axi vip的设计例程

打开例子工程文件夹：x:\xxxx\xx\axi_vip_0_ex\imports，将这些文件夹复制到与testbench.sv同一个目录下，如：D:\vavado_project\AXI_VIP_SLAVE\AXI_VIP_SLAVE.srcs\sim_1\new
更改testbench.sv文件
回到vivado界面，打开TCL Console面板，输入：get_ips *vip*命令，然后复制出现IP名称，我这里是design_1_axi_vip_0_0。

回到Vivado界面可以看到，会自动出现一个引用文件，双击打开
将复制的IP名称贴入红框部分的阴影部分，_pkg以及_slv_t都不改

修改下面红框部分，这是system Verilog语法，目的是找到axi vip这个模块

这样就配置好了，直接在Vivado中进行simulink即可。
需要注意的是，如果配置axi vip为主机，那么需要修改axi_vip_0_mst_stimulus.sv文件，将下面这段代码注释掉即可，不然会报错。

以上内容参考了知乎大神帖子，下面是传送门
【VIVADO IP】AXI Verification IP - 知乎0 前言本文记录关于VIVADO IP核【AXI Verification IP】的部分使用和配置方式，主要参考IP手册【PG267】和【芯选】关于IP的介绍。IP内功能较为丰富，这里仅对使用到的部分进行记录，如果有错误的地方还请提醒。AX…https://zhuanlan.zhihu.com/p/526968284