FPGA与HPS之间的通信实验 ——流水灯

实验目的:在DE10-Standard 下通过HPS控制FPGA实现流水灯

实验环境:

  • Quartus15.0-Lite

  • Soc EDS 17.0 (DS-5部分若需使用需付费)

  • Win32DiskImager

参考手册:

  • DE10官方手册(DE10-Standard_v.1.2.4_SystemCD\Manual)

  • DE10-Standard Getting Started Guide

  • DE10-Standard User Manual Chapter 7

第一步:打开FPGA例程,修改引脚

位置:DE10-Standard_v.1.2.4_SystemCD\Demonstration\SoC_FPGA\DE10_Standard_GHRD

1.打开Quartus->File->Open Project->定位到官方例程的位置选择qpf文件打开工程

创建工程

2.点击pin planner 根据新的开发板电路图为 led0-led9重新分配引脚

分配引脚

具体引脚分配如上图所示,绑定引脚过程中,若存在当前引脚已分配,则删除之前被绑定的部分,然后将引脚绑定到led上

3.编译程序

编译程序

4.编译成功后烧录程序

烧录程序1

点击program device

插上JTAG线,启动开发板电源,选择hardware setup


烧录程序2

点击auto detect 选择型号

autodetect

选择生成的.sof文件烧录

选择sof
烧录

第二步编写HPS程序

生成HPS头文件

1.找到 sopc-create-header-files并把文件改为.sh文件

sopc-create-header-files

2.复制文件到FPGA工程下,并更改sopc-create-header-files的最后几行的内容

修改文件内容

具体修改如下

cmd="sopcinfo2swinfo --input=$sopc_design_file --output=$swinfo_tmp_fname ${sopcinfo2swinfo_args[@]}"
/cygdrive/d/altera/15.0/quartus/sopc_builder/bin/sopcinfo2swinfo --input="$sopc_design_file" --output="$swinfo_tmp_fname" ${sopcinfo2swinfo_args[@]} || {
    echo "$PN: $cmd failed"
    exit 1
}

cmd="swinfo2header --swinfo $swinfo_tmp_fname --sopc $sopc_design_file ${swinfo2header_args[@]}"
/cygdrive/d/altera/15.0/quartus/sopc_builder/bin/swinfo2header --swinfo "$swinfo_tmp_fname" --sopc "$sopc_design_file" "${swinfo2header_args[@]}" || {
    echo "$PN: $cmd failed"
    exit 1
}

exit 0

3.打开SoCDES的shell,切到工程目录下执行
执行如下语句,便可在工程目录下生成hps0.h文件

./sopc-create-header-files.sh soc_system.sopcinfo --single hps_0.h --module hps_0
生成HPS头文件

编写C语言程序

/*
This program demonstrate how to use hps communicate with FPGA through light AXI Bridge.
uses should program the FPGA by GHRD project before executing the program
refer to user manual chapter 7 for details about the demo
*/


#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>
#include "hwlib.h"
#include "socal/socal.h"
#include "socal/hps.h"
#include "socal/alt_gpio.h"
#include "hps_0.h"

#define HW_REGS_BASE ( ALT_STM_OFST )
#define HW_REGS_SPAN ( 0x04000000 )
#define HW_REGS_MASK ( HW_REGS_SPAN - 1 )

int main() {

    void *virtual_base;
    int fd;
    int loop_count;
    int led_direction;
    int led_mask;
    void *h2p_lw_led_addr;

    // map the address space for the LED registers into user space so we can interact with them.
    // we'll actually map in the entire CSR span of the HPS since we want to access various registers within that span

    if( ( fd = open( "/dev/mem", ( O_RDWR | O_SYNC ) ) ) == -1 ) {
        printf( "ERROR: could not open \"/dev/mem\"...\n" );
        return( 1 );
    }

    virtual_base = mmap( NULL, HW_REGS_SPAN, ( PROT_READ | PROT_WRITE ), MAP_SHARED, fd, HW_REGS_BASE );

    if( virtual_base == MAP_FAILED ) {
        printf( "ERROR: mmap() failed...\n" );
        close( fd );
        return( 1 );
    }
    
    h2p_lw_led_addr=virtual_base + ( ( unsigned long  )( ALT_LWFPGASLVS_OFST + LED_PIO_BASE ) & ( unsigned long)( HW_REGS_MASK ) );
    

    // toggle the LEDs a bit

    loop_count = 0;
    led_mask = 0x01;
    led_direction = 0; // 0: left to right direction
    while( loop_count < 60 ) {
        
        // control led
        *(uint32_t *)h2p_lw_led_addr = ~led_mask; 

        // wait 100ms
        usleep( 100*1000 );
        
        // update led mask
        if (led_direction == 0){
            led_mask <<= 1;
            if (led_mask == (0x01 << (LED_PIO_DATA_WIDTH-1)))
                 led_direction = 1;
        }else{
            led_mask >>= 1;
            if (led_mask == 0x01){ 
                led_direction = 0;
                loop_count++;
            }
        }
        
    } // while
    

    // clean up our memory mapping and exit
    
    if( munmap( virtual_base, HW_REGS_SPAN ) != 0 ) {
        printf( "ERROR: munmap() failed...\n" );
        close( fd );
        return( 1 );
    }

    close( fd );

    return( 0 );
}

​编写Makefile文件

#
TARGET = HPS_FPGA_LED

#
ALT_DEVICE_FAMILY ?= soc_cv_av
SOCEDS_ROOT ?= $(SOCEDS_DEST_ROOT)
HWLIBS_ROOT = $(SOCEDS_ROOT)/ip/altera/hps/altera_hps/hwlib
CROSS_COMPILE = arm-linux-gnueabihf-
CFLAGS = -g -Wall   -D$(ALT_DEVICE_FAMILY) -I$(HWLIBS_ROOT)/include/$(ALT_DEVICE_FAMILY)   -I$(HWLIBS_ROOT)/include/
LDFLAGS =  -g -Wall 
CC = $(CROSS_COMPILE)gcc
ARCH= arm

build: $(TARGET)
$(TARGET): main.o 
    $(CC) $(LDFLAGS)   $^ -o $@  
%.o : %.c
    $(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@

.PHONY: clean
clean:
    rm -f $(TARGET) *.a *.o *~ 

打开SoCDES的shell切到.c文件所在的文件夹之后make即可生成可执行文件

第三步,将生成的可执行文件拷贝到操作系统中运行即可

参考:

http://www.ngui.cc/51cto/show-59734.html

https://www.pianshen.com/article/2638914458/

https://blog.csdn.net/guet208/article/details/109074277

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 203,937评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,503评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,712评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,668评论 1 276
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,677评论 5 366
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,601评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,975评论 3 396
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,637评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,881评论 1 298
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,621评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,710评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,387评论 4 319
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,971评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,947评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,189评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 44,805评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,449评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容