Tiny ZYNQ板 工程三  通过PS部分来为PL逻辑提供时钟（做工程时的常用方法）

本文介绍一种通过PS共享时钟的方式 ，为PL提供逻辑时钟的方法，此方法在工程上比较常用，可以省略一个有源晶振的物料

本文也将作为 Tiny ZYNQ 系列工程里 第一个 PS和PL联动的工程

本文在 vivado2018.3版本上 演示， 其他版本请自行研究

创建工程

1）新建一个项目，芯片型号选择 XC7Z010CLG400-1

2) 创建一个BLOCK设计

a.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） 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

5） 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）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，得到如下所示

6）右键 FCLK_CLK0右边的线 ，然后点击Make External 将PS的时钟拉出，如下图所示

引出后 如下图所示

7）在FCLK_CLK0与 M_AXI_GP0_ACLK之间连接一根线，来为PS提供时钟（不连接会报错）

最终得到下图所示

上面已经完成了ZYNQ PS部分的设置，接下来设计自己的PL模块代码和与ZYNQ PS部分连接

此时可以检查 block design 是否有设计错误 ，如果没有报错 正面设计是正确的

7）创建硬件描述，source→Design Source ，右键我们创建的BLOCK工程，点击create HDL wrapper如下图所示（这一步的作用相当于将图纸转换成对应的硬件描述语言的功能）

在弹出的对话框里保持默认

生成的wrapper文件会自动被设置为顶层

7）新建一个.v文件，本文命名为LED 并且将工程一中的代码 复制过来（具体可以看工程一内容）

复制以下代码到 LED.V中

module LED(
     input clk,
     output led
 );
 parameter T1MS = 26'd50_000_000 ; //50M晶振时钟
 reg [25:0]time_count;//时钟计数器
 reg led_r;
 always@(posedge clk)
     if(time_count>=T1MS)begin
         time_count<=26'd0;
         led_r<=~led_r;
     end
     else time_count<=time_count+1'b1;
 assign led=led_r;    
 endmodule

8)现在我们拥有了 时钟（ZYNQ 的PS模块），也拥有了 FPGA的LED模块，接下来要将两个模块结合起来，这里我们可以创建一个顶层TOP.V 模块然后在该顶层模块中例化ZYNQ 和LED模块（创建TOP.v的方式和上面创建LED.V的方式一致）

复制以下代码到 TOP.V

`timescale 1ns / 1ps
module TOP(
  output led
);

wire clk;
LED u_1(
     .clk(clk),
     .led(led)
 );

zynq_wrapper u_2(
    .FCLK_CLK0_0(clk)
);

endmodule

仔细观察发现 除了对LED 和ZYNQ 模块进行例化外，代码里还 通过 线clk 将 led模块的时钟和zynq模块的时钟输出连接在一起了

9) 对程序进行综合

综合后可以看到程序的拓扑结构改变了，TOP变成顶层模块了

10) 在Source 窗口中，创建一个约束文件

打开刚才创建的约束文件

并增加以下代码来分配LED管脚

set_property PACKAGE_PIN D18 [get_ports led]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports led]

12）完成后点击Generate Bitstream（布线并生成二进制文件） 的操作（会提醒是否保存约束文件，点确认就好）

以上操作后，硬件PL以及PS的设置和布局已经完成，但是因为时钟是由PS端产生的，PS端的ARM运行时才能给PL提供时钟信号。直接将bit流文件下载到ZYNQ中，PS端并不会工作，也不会输出时钟给PL

想要让PS端工作，就需要在SDK创建一个工程，哪怕是个空工程也可以

以下是创建一个PS空工程的过程，详细的图文教程可以参考项目6

1）vivado中 选File→Export→Export hardware…，在弹出的对话框中勾选“include bitstream”，点击“OK”确认

2）File→Lauch SDK，在弹出的对话框中，保存默认，点击“OK”， 系统将打开SDK工程

3）新建一个工程 file→new→Application Project，来新建一个“Application Project”，在新建工程中输入自己的工程名，并选择Empty Application（空应用）

并且在空应用中创建一个main.c文件

并在里面复制以下代码(相当于创建了个while(1)空循环的程序)

#include "xparameters.h"
#include "xplatform_info.h"

int main(void){
  return 0;
}

然后点保存。

4）用之前生成的二进制文件对FPGA进行编程，Xilinx Tools -> Program FPGA 然后点击 “Program” （此时 DONE 灯被点亮，代表FPGA被配置完成）

5）当FPGA编程成功后，我们需要初始化zynq中的处理器，右键点击刚才创建的空工程，选择Run As -> Launch on Hardware (System Debugger) 或者 Launch on Hardware (GDB).

经过以上操作，可以看到LED灯在有规律的进行闪烁，证明我们的PS已经正常向PL输出时钟了

完整工程：