Smart ZYNQ板工程七用ZYNQ的PS点亮连接到PL端的LED灯EMIO 方式（推荐使用方式）

前面的工程6用AXI GPIO的方式让PS去控制PL端的LED灯（相当于 PL端需要生成AXI GPIO相应的电路，占用资源），本文换个思路用EMIO的方式将PL端的LED 映射到PS端的GPIO上。该方法在项目上更常用，（对PL端的资源占用非常小，可以简单理解为PS端拉了根导线到PL端对应的IO口）除了GPIO可以EMIO映射外， SPI I2C UART 都可以用相同方式来进行映射，极大的增加了系统的可拓展性

本文在 vivado2018.3版本上演示，其他版本请自行研究

1创建Vivado工程

1) 具体步骤新建一个VIVADO 工程，打开软件选中Create Project, 如下图所示

2）点击NEXT ，在出现的第二个对话框“Project name”中输入工程名；在“Project location”中选择保存路径；勾选“Create project subdirectory”，最后点击“Next” 备注，所有的路径均不能出现中文名称

3)点击 RTL PROJECT 选项，点击NEXT

4）第四步Add Sources 选项直接留空，NEXT

5）第五步Add Constraints 选项直接留空，NEXT

6）选择芯片型号 （板子生产了多个芯片型号，请根据自己板子的型号来进行选择，下图以XA7Z020来进行演示，其余型号自行选择,必须要按照实际型号去填写）

XA7Z020 (直接选择xc7z020CLG400-1，因为系统识别到的是xc7z020-1)
XC7Z010-1 (xc7z010CLG400-1) （7010 芯片）
XC7Z020-1 (xc7z020CLG400-1) 后续生产
XC7Z020-2 (xc7z020CLG400-2) 后续生产

备注（7020 车规级版在vivado2018.3识别出的是xc7z020，如果工程选择xa7z020 ,在SDK环境下有时候会弹出警告，所以这里直接选择Xc7z020CLG400-1）

7）确认所选信息点击“Finish”，完成vivado的工程创建

2 创建一个BLOCK设计

1）IP INTEGRATOR→Create Block Design，在弹出的对话框中输入设计名，最后点击“OK”，如下图所示

2)在右侧的窗口里，点击加号，在选择框里搜索ZYNQ，并找到ZYNQ7 PROCESSING SYSTEM ，双击并打开

3）软件自动生成了一个 zynq的block 如下图所示，接下来要做一些相应的设置，双击下图中的ZYNQ核

4）依次在弹窗里找到DDR Configuration→DDR Controller Configuration→DDR3，在Memory Part下拉菜单中根据自己板子上的DDR来选择相应的DDR3，本实验所用到型号：MT41K256M16RE-125，数据位宽选择16bit 最后点击“OK”,如下图所示。

5）关键的一步有别于第六章节的地方，在PS的MIO配置选项的GPIO栏里，增加两路EMIO（因为本次测试的是两个，如果需要增加按键或者其它IO 这里可以对应的调整）

6）最后点击“Run Block Automation”如下图所示。在弹出的选项中保持默认，点击“OK”，即可完成对ZYNQ7 Processing System的配置

7）将刚才添加EMIO GPIO 引出右键GPIO_0—->Make External

8）用线将M_AXI_GP0_ACLK与 FCLK_CLK0连接起来

9）source→Design Source ，右键我们创建的BLOCK工程，点击create HDL wrapper如下图所示。

在弹出的对话框里保持默认

软件自动为我们生成HDL文件

3.创建约束文件，并且定义管脚

1）Add Source → Add or create constraints 点Next

因为这个项目没有创建过约束文件所以这里创建一个约束文件，并在File name 里设置约束文件的名称，并且点击FINISH 完成约束文件的创建

2）Sources → Constraints 里找到刚才创建的约束文件双击并打开该XDC约束文件

在约束文件里面复制下面代码来对输出的GPIO进行管脚（所有的管脚转接板上丝印都有实际标注对应的IO）

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports GPIO_0_0_tri_io[0]]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports GPIO_0_0_tri_io[1]]

set_property PACKAGE_PIN K16 [get_ports GPIO_0_0_tri_io[0]]
set_property PACKAGE_PIN J16 [get_ports GPIO_0_0_tri_io[1]]

4.生成bit文件

按下绿色箭头对工程进行编译

按下Generate Bitstream 完成综合以及生成bit文件

5.SDK程序编写

1）File→Export→Export hardware…，在弹出的对话框中勾选“include bitstream”，点击“OK”确认，如下图所示。

2）File→Lauch SDK，在弹出的对话框中，保存默认，点击“OK”，如下图所示。

系统将自动打开SDK开发环境

3）新建一个工程 file→new→Application Project，来新建一个“Application Project”，如下图所示。

4）在新建工程名中输入自己的工程名称，点击NEXT

5）选择空工程，点击完成FINISH

6) 在工程中添加main.c文件 src—>New—>Source File 如下图所示

7）在弹出的窗口中填入main.c 并且保存

8）.打开刚才创建的main.c

然后写入以下代码（代码是在例程的基础上进行精简的）有一个地方值得注意 EMIO的 IO口编号是从54开始的，也就是我VIVADO 下创建的 EMIO端口，在PS端都是从54-55-56 依次排序的（小贴士小于54的是MIO 也就是芯片PS的硬件IO口）

#include "xparameters.h"
#include "xgpiops.h"
#include "xstatus.h"
#include "xplatform_info.h"

#define LED1    	54
#define LED2  		55

#define GPIO_DEVICE_ID  	XPAR_XGPIOPS_0_DEVICE_ID
XGpioPs Gpio;


void Gpio_Init(void){
	XGpioPs_Config *ConfigPtr;

	ConfigPtr = XGpioPs_LookupConfig(GPIO_DEVICE_ID);
	XGpioPs_CfgInitialize(&Gpio, ConfigPtr,ConfigPtr->BaseAddr);

	XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, LED1, 1);
	XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, LED1, 1);

	XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, LED2, 1);
	XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, LED2, 1);

	XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED1, 0);
	XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED2, 0);
}


#define LED_DELAY     10000000
volatile int Delay;

int main(void)
{
	Gpio_Init();

	while(1){

		XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED1, 0);
		XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED2, 0);
		
		for (Delay = 0; Delay < LED_DELAY; Delay++);

		XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED1, 1);
		XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED2, 1);

		for (Delay = 0; Delay < LED_DELAY; Delay++);

	};

	return 0;
}

6.下载到板子上进行验证

选中工程中的硬件平台，并点击右键→Program FPGA，在弹出的对话框中选择默认，点击“program”，完成FPGA PL部分的Program工作

2）选中我们生成的GPIO工程展开绿色箭头（RUN）右边的图标，选择Run As→1 Launch on Hardware（System Debugger）

可以看到板子上的LED1灯在闪烁

备注：如果 RUN 的时候弹出错误可以按照下面的操作进行设置再进行DEBUG

之后点 APPLY 然后再选择Run As→1 Launch on Hardware（System Debugger）看是否下载成功（如果仍然不行，请对板子进行断电后重试，一般发生这种问题的原因是因为debug的时候跟之前运行的程序产生冲突导致的）

代码解读

#define LED1 54 定义LED 1为 PS的第54脚（即EMIO第0脚）
#define LED2 55 定义LED 2为 PS的第55脚（即EMIO第1脚）

备注（EMIO 是从第54脚开始的）

XGpio_SetDataDirection 设置GPIO为输入/输出
XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, LED, 1);//使能 LED 对应的GPIO的输出功能
XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED, 0); //拉低 LED 对应的GPIO
XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED, 1); //拉高 LED 对应的GPIO

for (Delay = 0; Delay < LED_DELAY; Delay++); 这是一个耗费系统资源的delay函数的简写

所以整个程序的效果就是LED  不停的点亮熄灭，反复循环。 

完整工程如下：

07_PS_LED_TEST_EMIO_XC7Z010_1 下载

07_PS_LED_TEST_EMIO_XC7Z020_1 下载

其实不管是 EMIO方式还是AXI GPIO的方式，或者参考设计的代码或者我精简的代码都是大同小异的，只要知道自己想实现什么功能，再去有针对性的研究参考设计的代码，都能写出自己想要的功能

另外赋上下面地址是自己之前整理的MIO EMIO AXIGPIO 三者的区别，有兴趣的可以看一下

http://www.hellofpga.com/index.php/2021/08/08/zynq_emio_mio_axi_gpio/