VSCode搭建Zynq开发环境(PS与PL协同,嵌入式FPGA教程)

在#%#$#%@%@%$#%$#%#%#$%@_e2fc++805085e25c9761616c00e065bfe8中配置c/c++环境进行zynq开发,需先配置交叉编译工具链和头文件路径,具体是在.vscode文件夹下创建c_cpp_properties.json文件,设置includepath包含vitis的头文件路径,如”/opt/xilinx/vitis/2023.2/gnu/aarch64/aarch64-linux-gnu/include”和”/opt/xilinx/vitis/2023.2/sysroots/cortexa53-cortexa72-cortexa76-xilinx-linux/usr/include”,同时设置compilerpath指向aarch64-linux-gnu-gcc编译器路径,再通过settings.json配置文件关联,完成环境配置后即可实现代码补全和语法检查,从而在vscode中顺利开展zynq软件开发。

VSCode搭建Zynq开发环境(PS与PL协同,嵌入式FPGA教程)

在VSCode中搭建Zynq开发环境,核心在于配置好交叉编译工具链、调试器,以及针对PS(Processing System)和PL(Programmable Logic)协同开发的必要组件。这并非一蹴而就,需要耐心和细致,但配置完成后,效率提升是显著的。

首先需要明确,Zynq开发涉及软件和硬件两部分,VSCode主要负责软件部分的开发和调试,硬件部分的设计通常在Vivado中完成。因此,我们需要将Vivado生成的硬件描述文件与VSCode中的软件工程结合起来。

解决方案

安装必要的工具链:

Xilinx SDK (Vitis): 虽然我们主要使用VSCode,但Vitis中的工具链是必不可少的。安装Vitis时,选择包含Zynq器件的开发包。交叉编译工具链: Vitis安装后,会自动安装交叉编译工具链,通常位于

Xilinx/Vitis//gnu/aarch32/bin

Xilinx/Vitis//gnu/aarch64/bin

。你需要将这个路径添加到系统的环境变量

PATH

中。OpenOCD: 用于连接开发板进行调试。可以通过包管理器安装,例如

apt-get install openocd

配置VSCode:

C/C++ 扩展: 安装Microsoft的C/C++扩展,提供代码补全、语法检查等功能。Makefile Tools 扩展: 如果你使用Makefile管理项目,这个扩展可以方便地构建和调试。Remote SSH 扩展: 如果需要在远程开发板上运行程序,可以使用这个扩展连接到开发板。

创建工程:

Makefile工程: 一个简单的Makefile工程通常包含以下文件:

main.c

(主程序)、

Makefile

(构建脚本)、

include

(头文件)。CMake工程: 也可以使用CMake管理项目,CMakeLists.txt文件用于描述项目的依赖关系和构建规则。

编写代码:

驱动开发: 如果需要访问PL部分的硬件资源,需要编写相应的驱动程序。可以使用Xilinx提供的驱动框架,例如

Xilinx Platform Cable USB

驱动。应用程序开发: 编写应用程序代码,调用驱动程序访问硬件资源。

构建和调试:

Makefile构建: 在VSCode中打开终端,运行

make

命令构建项目。OpenOCD配置: 创建一个OpenOCD配置文件,例如

openocd.cfg

,指定开发板的型号和连接方式。GDB调试: 使用GDB调试器连接到开发板,设置断点、单步执行、查看变量等。

如何在VSCode中配置C/C++环境以便进行Zynq开发?

配置C/C++环境的关键在于告诉VSCode编译器和头文件的位置。

c_cpp_properties.json

在VSCode工程目录下,创建一个

.vscode

文件夹,并在其中创建一个

c_cpp_properties.json

文件。这个文件用于配置C/C++扩展。

{    "configurations": [        {            "name": "Linux",            "includePath": [                "${workspaceFolder}/**",                "/opt/Xilinx/Vitis/2023.2/gnu/aarch64/aarch64-linux-gnu/include", // 替换为你的实际路径                "/opt/Xilinx/Vitis/2023.2/sysroots/cortexa53-cortexa72-cortexa76-xilinx-linux/usr/include" // 替换为你的实际路径            ],            "defines": [],            "compilerPath": "/opt/Xilinx/Vitis/2023.2/gnu/aarch64/bin/aarch64-linux-gnu-gcc", // 替换为你的实际路径            "cStandard": "c11",            "cppStandard": "c++17",            "intelliSenseMode": "linux-gcc-x64"        }    ],    "version": 4}
includePath

:指定头文件的搜索路径。

compilerPath

:指定编译器的路径。

settings.json

.vscode

文件夹中,创建一个

settings.json

文件,配置VSCode的设置。

{    "files.associations": {        "*.dts": "dts"    }}
files.associations

:指定文件类型的关联。

如何在VSCode中调试Zynq上的程序?

调试Zynq上的程序需要配置OpenOCD和GDB。

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OpenOCD配置: 创建一个OpenOCD配置文件,例如

openocd.cfg

source [find interface/digilent-hs2.cfg] # 替换为你的JTAG接口transport select jtagadapter speed 10000source [find target/zynq_cortexa9.cfg] # 替换为你的Zynq型号

launch.json

.vscode

文件夹中,创建一个

launch.json

文件,配置调试器。

{    "version": "0.2.0",    "configurations": [        {            "name": "Zynq Debug",            "type": "cppdbg",            "request": "launch",            "program": "${workspaceFolder}/main", // 替换为你的程序路径            "args": [],            "stopAtEntry": false,            "cwd": "${workspaceFolder}",            "environment": [],            "externalConsole": false,            "MIMode": "gdb",            "miDebuggerPath": "/opt/Xilinx/Vitis/2023.2/gnu/aarch64/bin/aarch64-linux-gnu-gdb", // 替换为你的GDB路径            "setupCommands": [                {                    "description": "Enable pretty-printing for gdb",                    "text": "-enable-pretty-printing",                    "ignoreFailures": true                },                {                    "description": "Connect to OpenOCD",                    "text": "target remote :3333"                },                {                    "description": "Load program",                    "text": "load ${workspaceFolder}/main" // 替换为你的程序路径                },                {                    "description": "Set breakpoint at main",                    "text": "break main"                },                {                    "description": "Continue execution",                    "text": "continue"                }            ],            "preLaunchTask": "build" // 替换为你的构建任务        }    ]}
program

:指定要调试的程序路径。

miDebuggerPath

:指定GDB的路径。

setupCommands

:指定调试器启动后要执行的命令。

启动调试: 在VSCode中,点击“Run and Debug”按钮,选择“Zynq Debug”配置,启动调试器。

如何处理PS和PL之间的协同开发?

PS和PL协同开发的关键在于正确地配置硬件描述文件和驱动程序。

硬件描述文件: 在Vivado中完成PL部分的硬件设计,生成硬件描述文件(.hdf或.xsa)。

导入硬件描述文件: 在Vitis中创建一个新的Application Project,导入硬件描述文件。Vitis会自动生成相应的头文件和库文件,用于访问PL部分的硬件资源。

驱动程序开发: 编写驱动程序,使用Xilinx提供的API访问PL部分的硬件资源。例如,可以使用

XGpio

驱动访问GPIO。

应用程序开发: 编写应用程序代码,调用驱动程序访问硬件资源。

设备树: 设备树用于描述硬件的配置信息。需要在设备树中添加PL部分的硬件节点的描述。

&amba {    axi_gpio_0: gpio@40000000 {        compatible = "xlnx,xps-gpio-1.00.a";        gpio-controller;        #gpio-cells = ;        reg = ;    };};
compatible

:指定驱动程序的兼容性。

reg

:指定硬件的地址范围。

构建和部署: 构建应用程序,并将应用程序和设备树部署到Zynq开发板上。

常见问题及解决方案

编译错误 检查

c_cpp_properties.json

文件中的头文件路径和编译器路径是否正确。调试错误: 检查

launch.json

文件中的程序路径和GDB路径是否正确,检查OpenOCD配置文件是否正确。无法连接到开发板: 检查JTAG连接是否正确,检查OpenOCD是否启动。驱动程序错误: 检查设备树是否正确,检查驱动程序是否正确。

搭建Zynq开发环境是一个复杂的过程,需要耐心和细致。希望以上步骤能够帮助你成功搭建VSCode Zynq开发环境。

以上就是VSCode搭建Zynq开发环境(PS与PL协同,嵌入式FPGA教程)的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!

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