EBAZ4205 第十四个工程的PS部分UART功能演示

本文用MIO和EMIO两种方式在EBAZ4205矿机上演示串口的hello world例程（适用于主板uart，和转接板UART）

1.硬件资源介绍

串口的实现有两种方式，方式1 ebaz4205主板上有串口的资源引出，在靠近按键的地方，有一个4脚的排针接插件，这个接插件中的 tx和rx是连接到ZYNQ的PS硬件UART上的。方式2，PS端的UART 通过EMIO方式映射到任意PL端口进行引出。

如果是用的扩展板，第一种方式可以摘去扩展板的跳线帽，然后用杜邦线将扩展板上的GND，TX,RX和主板的 UART口连接，第二种方式下，转接板的串口部分跳线帽插上即可实现串口的通讯。

（备注，早期的转接板上的TX 和RX 的丝印是画反的，在连线时候请注意， TX 和RX 对应主芯片的TX,RX ，FPGA管脚设置可以参考这个丝印，但是对于拔掉跳线帽的时候单独用USB转UART部分来说丝印是标反的）（最新的板子丝印是正确的）

可能看着有点绕，看下图原理图上两个画框的地方就能理解了

2. 创建工程（本处将同时介绍方式1 ps 直连的uart，和方式2 emio连接的uart 的创建方法）

1）新建一个项目，芯片型号选择 XC7Z010CLG400-1(略掉部分过程，详细图文过程可以参考前面的几个帖子)

2) 创建一个BLOCK设计，并添加ZYNQ7 PROCESSING SYSTEM模块，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

3）在ZYNQ中设置时钟功能：

找到设置项目中的 Clock Configuration 选项，在PL Fabric Clocks 设置自己需要的时钟频率，这里一共有4种频率可以设置类似于我们的PLL功能。这里我们设置50M时钟

4）在zynq中设置DDR功能：

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：MT41K128M16JT 125，数据位宽选择16bit 最后点击“OK”,如下图所示。

5) 添加 uart功能

a （主板直接引出方式），由下图可知， ebaz4205 的uart连接到的是主板的功能1脚

可以看出用方式A连接，实际连接到 PS部分的MIO24 和MIO 25管脚上, 在设置页面将UART1对应管脚设置成 MIO24 MIO 25即可

b （主板通过EMIO 连接到扩展板方式）

因为 uart 1已经被 MIO 方式a 占用，所以这里 EMIO 只能连接到 UART 0上了

6）完成上述操作后，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，并用鼠标连接FCLK_CLK和 M_AXI_GP0_ACLK，得到下图

在上图中分别点击IO口进行以下操作：

右键UART_0选择Make External（这一步仅仅用到EMIO 的UART时需要用到，扩展板）

7）source→Design Source ，右键我们创建的BLOCK工程，点击create HDL wrapper，打包BLOCK文件并生成.v代码

8) 点击绿色箭头RUN 对代码进行编译

9) 点击RTL 中的SCHEMATIC , 并选择右边出现的 IO Ports 来增加UART 0 EMIO部分的管脚定义(这一步也可以在约束文件中定义, 可看之前的例子)（这一步仅仅用到EMIO 的UART时需要用到，扩展板）

将 UART 部分的 TX RX 分别设置成 H17 H16，电压属性设置成 LVCMOS33（这一步仅仅用到EMIO 的UART时需要用到，扩展板）

10) 生成bit文件 :按下Generate Bitstream 完成综合以及生成bit文件（会弹出窗口要求保存约束规则文件）

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(UART)，点击NEXT

5)选择一个空工程,点击完成

6) 在空工程中创建我们自己的代码

展开我们创建的工程,在src目录上右键，选择New->Source File，如下图所示：

在弹出的窗口中创建一个main.c文件

7）书写自己的代码

7.1小贴士：

在初次写PS部分的代码时，如GPIO代码和UART代码，不知道怎么写的情况下，其实可以通过打开 BSP工程下的 system.mss文件，然后在右边导入需要的参考例程，然后将例程中自己需要的部分（如GPIO初始化，或者UART的写和读代码COPY到自己工程的main函数中）

7.2 复制下列代码到 main.c

#include "xparameters.h"
#include "xuartps.h"
#include "xil_printf.h"

XUartPs Uart_Ps_0;		/* The instance of the UART Driver */
XUartPs Uart_Ps_1;		/* The instance of the UART Driver */

int UART_init(){
	XUartPs_Config *Config;
	int Status;

	Config = XUartPs_LookupConfig(XPAR_XUARTPS_0_DEVICE_ID);
	Status = XUartPs_CfgInitialize(&Uart_Ps_0, Config, Config->BaseAddress);
	XUartPs_SetBaudRate(&Uart_Ps_0, 115200);

	Config = XUartPs_LookupConfig(XPAR_XUARTPS_1_DEVICE_ID);
	Status = XUartPs_CfgInitialize(&Uart_Ps_1, Config, Config->BaseAddress);
	XUartPs_SetBaudRate(&Uart_Ps_1, 115200);

	return Status;
}

void UartPs_HelloWorld()
{
	u8 HelloWorld[] = "Hello World  ";
	int SentCount = 0;

	while (SentCount < (sizeof(HelloWorld) - 1)) {
		 XUartPs_Send(&Uart_Ps_0, &HelloWorld[SentCount], 1);
		 XUartPs_Send(&Uart_Ps_1, &HelloWorld[SentCount], 1);
		SentCount++;
	}
}

int main(void)
{
	int Delay;
	UART_init();
	while(1){
		UartPs_HelloWorld();
		for (Delay = 0; Delay < 100000000; Delay++);
	}
}

我这边参考了官方的代码，并做了一定的删减（删除了不必要的初始化验证等），并将UART 0,和UART 1一起进行了初始化，并且在helloworld的代码中，两个端口同时进行helloworld的字符串输出，反复循环。（实际做工程的时候，需要用到哪路，单独初始化就好，不用两边都调用）

8.代码下载验证

先对 RUN AS 的环境进行配置