【百度大脑AI计算盒FZ5C】项目：用 FPGA 控制 IO + 视频

robe.zhang

【百度大脑AI计算盒FZ5C】用 FPGA 控制 IO + 视频

笔者在计算盒上用 FPGA 实现了一个IO电路，在 linux 系统中控制 IO 实现高低电平，视频：

https://v.youku.com/v_show/id_XNTEyMjg3NTAwMA==.html

主要思路：

Xilinx 芯片PS 端有有 96个 EMIO，EMIO 可是沟通 PS 和 PL 两端，那就可以把 PS 端的 IO 操作扩展到PL端，控制PL端的IO。

本文实现了一个PL IO 电路，跑通芯片整个开发流程：从 FPAG 电路设计、到 linux 系统构建、到烧写启动卡开机调试运行；用 PS 上运行的 linux 系统控制 PL 的 IO 端口。

主要步骤：

1，  vivado 设计电路，导出 hardware platform。

2，  petalinux 构建 linux 系统

3，  制作启动卡，开机调试

4，  Linux 中对 IO 操作，控制 IO 口输出高低电平

Vivado 设计电路，参考文章：

【百度大脑AI计算盒FZ5C】FPGA 硬件设计流程

https://www.cirmall.com/bbs/thread-204308-1-1.html

在上文基础上，添加 EMIO  0-1：

扩展 IO：

添加约束文件，添加以下内容：

自己配置，一定要保存，不然后面会出错：

其实笔者扩展了两个IO，一个绑定在 A15，另一个绑定在 B15，本文所有文件中都实现了两个 IO，仅以 A15 为例

这两个 IO 在芯片上两个小亮点位置：

芯片上，一个 IO 端口能看到 pad 、 ibuf 、 obuf ，pad 用在芯片封装时候，打金线

电路图：

电路图上一个 IO 由两个 iobuf 组成，每个 iobuf 由一个 ibuf，一个 obuf，和一个 ctrl 组成。

原理图简单易懂

IO 在芯片封装上的这个位置：

原理图的位置：

开发板的位置：

综合实施生成bitstream导出hardware platform，没啥错误电路设计部分完成

使用 petalinux 构建 linux 系统，参考这一篇文章：

【百度大脑AI计算盒FZ5C】petalinux 安装开发

https://www.cirmall.com/bbs/thread-204309-1-1.html

petalinux 构建的 linux 系统，一定确认好构建成功：

Petalinux 输出 tasks summary 信息，是 yocto 输出的信息，一定要成功不可以失败

打包 BOOT.bin 启动镜像：

petalinux-package --boot --format BIN \
    --fsbl images/linux/zynqmp_fsbl.elf \
    --u-boot images/linux/u-boot.elf \
    --pmufw images/linux/pmufw.elf \
    --fpga images/linux/*.bit \
    --atf images/linux/bl31.elf \
    --force

烧录SD卡，启动调试：这部分先参考米尔的资料吧，笔者的 petalinux 使用默认配置，能用，只是有点麻烦，稍后会移植新版本内核适配 ubuntu 系统，这个镜像就不用了，这里暂时就这样用凑合一下。调试用一下而已

进入Linux 系统后，控制 GPIO 操作，A15 对应 416 号GPIO，本文视频就是操作 416 号GPIO，B15 对应 417 号GPIO：执行以下命令

echo 416 > /sys/class/gpio/export

echo out >/sys/class/gpio/gpio416/direction

echo 1 > /sys/class/gpio/gpio416/value                             # 这两条命令是输出高低电平

echo 0 > /sys/class/gpio/gpio416/value

然后就可以通过万用表测量开发板对应 IO 的高低电平，就是本文开头视频的内容，也可以自己外插一个 LED 灯，闪烁，等等其他 IO 操作都可以。

外接电路需要匹配 IO 电气规格，这两个 IO 类型是 LVCMOS， 3.3V， 驱动能力 12mA。

到此 Xilinx 平台的整个开发过程跑通，调通，测试验证通过。

本文输出的 hardware platform 文件和 petalinux 输出文件，保存在百度网盘中红色标识的两个文件：

链接：https://pan.baidu.com/s/1cKaZQy_JaY2vZW0zUIed6w

提取码：robe