本文将演示如何对板载的QSPI FLASH进行数据的读写操作
之前在 工程八 中我们介绍过如何将芯片的程序固化进QSPI FLASH 中，以让系统每次开机从FLASH 芯片加载程序启动。 除了存储程序外，QSPI FLASH 还可以用来存储需要断电保存的数据。本文将对中间的过程进行演示。
写在前面：注意FLASH 是有读写寿命的，所以程序上要避免在死循环中对flash进行一直的反复写入。
本文在 vivado2018.3版本上 演示， 其他版本请自行研究
（备注 此章节内容适用于 Smart ZYNQ SP和SL 版的板子，如果是Smart ZYNQ 标准版请看对应板子目录
一、Vivado 部分设计
Vivado 部分工程的创建和之前已经介绍过很多次了，所以这里仅仅介绍重点：
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）在PS的MIO配置选项增加UART部分，使能UART 0 并在IO选项里选择EMIO方式
6）在block design 的设置界面 使能QSPI的功能 如下图所示（当QSPI 时钟大于40MHZ的时候 就需要勾选Feedback clk）
7）因为工程暂时用不到 AXI功能，所以可以先禁用AXI功能
8)随后点OK 保存修改， 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
9)引出UART 信号，因为我们增加了EMIO 的UART，所以这里需要将UART的引脚引出 ，右键选择ZYNQ模块的UART_0，然后选择Make External
10) 在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
在弹出的菜单里直接点选OK
11) 点击绿色箭头RUN 对代码进行编译
12) 增加UART管脚定义，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)
将 UART 部分的 TX RX 分别设置成 L17，M17 电压属性设置成 LVCMOS33, 之后保存
13) 生成bit文件 :按下Generate Bitstream 完成综合以及生成bit文件，等待弹出综合完成的窗口
二、SDK部分设计
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) QSPI 的调用需要很多底层的函数，对于新手甚至有多年经验的程序员来说都有很大的难度，好在Xilinux 已经帮我们做好可以参考的demo，我们只需要打开demo进行研究即可。
展开工程中的BSP目录，并且双击其中的mss文件， 在右侧 qspips 中点选import Examples
选中qspi示例程序中flash相关的程序： xqspips_flash_polled_example
7） 之后qspi_flash的官方例程被打开，我们打开其中的xqspips_flash_polled_example.c文件查看代码
可以看到，例程本身已经包含了 FlashWrite, FlashRead, FlashErase, FlashReadID（擦除，读，写，读取FLASH ID）等各种功能的函数了
程序的框架也非常简单，主程序进来后，就调用了QspiFlashPolledExample函数
QspiFlashPolledExample 函数的工作流程如下
- 对QSPI 功能进行初始化 （XQspiPs_CfgInitialize）
- 对读写 Buffer分别进行初始化（对WriteBuffer数组赋予顺序的初值， 对ReadBuffer进行清零操作）
- 设置 QSPI的工作模式 （XQspiPs_SetOptions），及分频系数 （XQspiPs_SetClkPrescaler）
- 使能 FLASH 芯片 （XQspiPs_SetSlaveSelect）
- 读取 Flash ID （FlashReadID）
- 使能Flash Quad模式 （FlashQuadEnable） ，及擦除FLASH （FlashErase）
- 将 write buffer 中的内容逐一通过 （FlashWrite） 函数写入 FLASH
- 通过（FlashRead）函数（分别用READ_CMD和FAST_READ_CMD两种方式）读出FLASH 中的内容，并存入ReadBuffer中
- 将ReadBuffer和WriteBuffer进行对比，验证读写数据是否一致
如果对比的内容一致，将在主函数中通过串口输出“Successfully ran QSPI FLASH Polled Example Test\r\n” ，否则将输出“QSPI FLASH Polled Example Test Failed\r\n”
三、下载程序到板子上验证
1） 先提前打开串口助手(这里用vivado SDK 自带的)
2） 打开Run as -> Run Configurations
如果是第一次打开此页面，之前没有debug过，则双击system debugger选项
3 ） 在右侧 的窗口勾选 Reset entire system ，以及Program FPGA， 这样每次debug 的时候都会预先加载并配置FPGA。
4 ) 之后系统就会自动运行了（fpga也会被自动加载） 。 如果修改程序后 再次要debug，就可以直接点绿色箭头，或者选 Run As –>Launch on Hardware （system debugger即可）
5） 程序工作后， 结果如下图所示，可以看到程序已经读出Flash的ID为 0xEF 0x40 0x18
并且返回了 Successfully ran QSPI FLASH Polled Example Test ，证明写入flash 和从flash 读出的数据对比是一致的，实验成功。
6） 再来查看 READ ID的程序， 我们读取的READ_ID在FLASH上是地址0x9F
根据FLASH的数据手册上描述来看 0X9F 对应的地址 应该是值 EFh 4018h 和我们读出的FlashID=0xEF 0x40 0x18 一致
以上仅仅是调用官方的demo来对读写qspi flash 功能进行讲解和测试， 其他功能大家请自行尝试。
如果项目中 flash 同时需要拿来当作固化程序的存储空间，又要拿来存储其他的数据，请注意不要让存储的区域有交集，否则可能会导致程序运行的过程中，固件被程意外修改，导致下次启动程序无法正常工作。
另外请注意，flash 是有读写寿命的，所以程序上要避免在死循环中对flash进行一直的反复写入。
以下是本次的实验的原始工程，请自行测试
补充 如果要在vitis 里找官方demo 和sdk 中的位置是不同的 详细方法见下图
