在Linux OS下的Zybo中管理与AXI连接的自定义IP设备

时间:2016-10-19 16:42:45

标签: linux kernel xilinx zynq

我关注了linux驱动程序(Linux-GPIO-Driver)的xilinx wiki,以便通过MIO和EMIO引脚控制连接到PS的GPIO。

然后我通过AXI总线为连接到PS的PL添加了一些基本外围设备。这是我的设计:

enter image description here

此文件包含PL外围设备信息,它是在设备树源中自动生成的:

/ {
amba_pl: amba_pl {
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <1>;
    compatible = "simple-bus";
    ranges ;
    axi_gpio_0: gpio@41200000 {
        #gpio-cells = <2>;
        compatible = "xlnx,xps-gpio-1.00.a";
        gpio-controller ;
        reg = <0x41200000 0x10000>;
        xlnx,all-inputs = <0x0>;
        xlnx,all-inputs-2 = <0x0>;
        xlnx,all-outputs = <0x0>;
        xlnx,all-outputs-2 = <0x0>;
        xlnx,dout-default = <0x00000000>;
        xlnx,dout-default-2 = <0x00000000>;
        xlnx,gpio-width = <0x4>;
        xlnx,gpio2-width = <0x20>;
        xlnx,interrupt-present = <0x0>;
        xlnx,is-dual = <0x0>;
        xlnx,tri-default = <0xFFFFFFFF>;
        xlnx,tri-default-2 = <0xFFFFFFFF>;
    };
    axi_gpio_1: gpio@41210000 {
        #gpio-cells = <2>;
        compatible = "xlnx,xps-gpio-1.00.a";
        gpio-controller ;
        reg = <0x41210000 0x10000>;
        xlnx,all-inputs = <0x1>;
        xlnx,all-inputs-2 = <0x0>;
        xlnx,all-outputs = <0x0>;
        xlnx,all-outputs-2 = <0x0>;
        xlnx,dout-default = <0x00000000>;
        xlnx,dout-default-2 = <0x00000000>;
        xlnx,gpio-width = <0x4>;
        xlnx,gpio2-width = <0x20>;
        xlnx,interrupt-present = <0x0>;
        xlnx,is-dual = <0x0>;
        xlnx,tri-default = <0xFFFFFFFF>;
        xlnx,tri-default-2 = <0xFFFFFFFF>;
    };
    axi_gpio_2: gpio@41220000 {
        #gpio-cells = <2>;
        compatible = "xlnx,xps-gpio-1.00.a";
        gpio-controller ;
        reg = <0x41220000 0x10000>;
        xlnx,all-inputs = <0x1>;
        xlnx,all-inputs-2 = <0x0>;
        xlnx,all-outputs = <0x0>;
        xlnx,all-outputs-2 = <0x0>;
        xlnx,dout-default = <0x00000000>;
        xlnx,dout-default-2 = <0x00000000>;
        xlnx,gpio-width = <0x4>;
        xlnx,gpio2-width = <0x20>;
        xlnx,interrupt-present = <0x0>;
        xlnx,is-dual = <0x0>;
        xlnx,tri-default = <0xFFFFFFFF>;
        xlnx,tri-default-2 = <0xFFFFFFFF>;
    };
};
};

上述所有参数都出现在文件夹内的linux-device-tree中:/ sys / firmware / devicetree / base / amba_pl

例如:/ sys / firmware / devicetree / base / amba_pl / gpio @ 41200000

我可以找到这些文件

#gpio-cells
compatible
gpio-controller
linux,phandle
name
phandle
reg
xlnx,all-inputs
xlnx,all-inputs-2
xlnx,all-outputs
xlnx,all-outputs-2
xlnx,dout-default
xlnx,dout-default-2
xlnx,gpio-width
xlnx,gpio2-width
xlnx,interrupt-present
xlnx,is-dual
xlnx,tri-default
xlnx,tri-default-2

我还发现(在:/ sys / bus / platform / drivers中)与gpio相关的驱动程序,它对应于我在内核menuconfig中启用的选项。有关这些驱动程序的文档可在此处找到:drivers-on-gpio

但是真诚地我仍然不知道如何管理以及如何在zynq的PL端与通用IP进行通信(在此示例中,我想要使用LED和按钮通过axi接口连接到PS)

我想我要做的就是在内存中进行读/写操作。你能告诉我有关我需要遵循的方式的任何信息吗?您是否知道与此任务相关的任何信息来源?是否有一些如何管理以及在哪里找到由xilinx-tools自动生成的正确驱动程序的示例?我将感谢任何支持!

这样做的目的是学习基础知识,以便控制与AXI相关的任何通用IP。

1 个答案:

答案 0 :(得分:1)

正如我在评论中发表的那样,我能够从用户空间应用程序控制AXI GPIO外设,但不使用GPIO驱动程序。我读了很多东西,直到我意识到由于这些外设使用了内存映射接口,我无法使用GPIO驱动程序。我只能使用GPIO驱动程序来控制MIO和EMIO引脚。事实上,当Xilinx工具创建pl.dtsi时,外围设备显示为 xps-gpio-1.00.a 令我感到困惑。我们可以在代码中看到我在行中的问题中发布的代码: compatible = "xlnx,xps-gpio-1.00.a";

我遇到的解决方案是使用mmap()函数(man mmap)将物理内存中的外围控制寄存器映射到我的应用程序将使用的用户空间内存,并且它在执行时知道但不是之前。我们可以知道外围物理地址,查看Vivado程序的框图设计 addres编辑器选项卡的偏移地址字段,正如我们在这里看到的: enter image description here
另外,我建议您查看外围设备数据表(link)。
最后这是我使用的代码:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/mman.h>

#define IN 0
#define OUT 1

#define GPIO_0_BASE_ADDR    0x41200000
#define GPIO_1_BASE_ADDR    0x41210000
#define GPIO_ADDR_RANGE     0x10000

int main(void)
{

    int fd;
    int value = 0;

    void *gpio0_virtual_add, *gpio1_virtual_add;    //pointers to the virtual memory

    /* Open /dev/mem file */
    fd = open ("/dev/mem", O_RDWR);
    if (fd < 1) {
        printf("***error opening dev file");
        return -1;
    }

    /* mmap the devices into memory */
    gpio0_virtual_add = mmap(NULL, GPIO_ADDR_RANGE, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, GPIO_0_BASE_ADDR);
    if (&gpio0_virtual_add==MAP_FAILED){
        printf("map failed\n");
    }   else {
        printf("device mapped to user space, %d\n", gpio0_virtual_add);
    }

    gpio1_virtual_add = mmap(NULL, GPIO_ADDR_RANGE, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, GPIO_1_BASE_ADDR);

    if (&gpio1_virtual_add==MAP_FAILED){
        printf("map 2 failed\n");
    }   else {
        printf("2 device  mapped to user space, %d\n", gpio0_virtual_add);
    }

    /* Read/Write value from/to the device register */
    while (value!=5){
        value = *((unsigned *)(gpio1_virtual_add));     //read value from the buttons
        *((unsigned *)(gpio0_virtual_add)) = value;     //turn on the leds
    }

    /*free virtual memory*/
    munmap(gpio0_virtual_add, GPIO_ADDR_RANGE);         
    munmap(gpio1_virtual_add, GPIO_ADDR_RANGE);

    return 0;
}

如果我解释的内容或代码错误或令人困惑,请告诉我并随时纠正。