[经验]

ZYNQ（FPGA）与DSP之间GPIO通信实现

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2023-6-16 16:02:47

1244 GPIO FPGA 多核异构核间通信机制

本文主要介绍说明XQ6657Z35-EVM 高速数据处理评估板ZYNQ(FPGA)与DSP之间GPIO通信的功能、使用步骤以及各个例程的运行效果。

1.1 ZYNQ与DSP之间GPIO通信1.1.1 例程位置

ZYNQ例程保存在资料盘中的Demo\ZYNQ\PL\FPGA_DSP_GPIO文件夹下。

DSP例程保存在资料盘中的Demo\DSP\XQ_GPIO_FPGA文件夹下。

1.1.2 功能简介

实现DSP与ZYNQ PL端之间GPIO接口传输功能。

DSP与ZYNQ PL端之间有3根GPIO信号相连，如下原理图标注所示：

DSP示例通信程序将GPIO29、GPIO30两个GPIO设置为输出（对ZYNQ而言就是输入），GPIO31设置为输入（对ZYNQ而言就是输出）。DSP在GPIO29、GPIO30两个GPIO上产生方波信号，ZYNQ可通过ILA软逻辑分析仪抓取波形查看；ZYNQ通过VIO虚拟IO往GPIO31上输出高、低电平，DSP示例程序里面检测GPIO31下降沿中断，一旦检测到GPIO31管脚下降沿中断信号，则打印测试信息。

1.1.3 例程使用1.1.3.1 加载运行ZYNQ程序1.1.3.1.1 打开Vivado工程

打开Vivado示例工程：

工程打开后界面如下图所示：

1.1.3.1.2 下载ZYNQ PL程序

下载bit流文件FPGA_DSP_GPIO.bit，如下图下载界面所示：

1.1.3.2 加载运行DSP程序1.1.3.2.1 CCS导入例程

CCS软件导入示例工程XQ_GPIO_FPGA，如下图所示：

CCS示例工程导入后界面如下图所示：

1.1.3.2.2 下载运行CCS程序

下载DSP可执行文件XQ_GPIO_FPGA.out：

点击Resume运行DSP程序：

1.1.3.3 运行结果说明1.1.3.3.1 DSP程序运行结果

点击ZYNQ PL调试界面上hw_vios窗口中Value下面的数字0或1，从而在GPIO31上产生高低电平信号：

每当GPIO31上产生高低电平下降沿信号，DSP程序进入中断服务函数，打印如下图所示的信息

1.1.3.3.2 ZYNQ程序运行结果

点击hw_ila_1窗口上三角符号的采集触发按钮，如下图①处标识的按钮，可查看到DSP通过GPIO29、GPIO30两个GPIO管脚发过来的方波信号：

1.1.3.4 退出实验

CCS软件窗口上，点击Terminate断开DSP仿真器与板卡的连接。

Vivado调试界面Hardware Manager窗口，右键单击localhost(1)，在弹出的菜单中点击Close Server，断开ZYNQ JTAG仿真器与板卡的连接。

最后，关闭板卡电源，实验结束。

XQ6657Z35-EVM 开发平台

广州星嵌电子科技有限公司自主研发，采用ti DSP TMS320C6657和Xilinx ZYNQ XC7Z035-2FFG676I设计而成。

适用于无人机蜂群、软件无线电系统，基带信号处理，无线仿真平台，高速图像采集、处理等高端领域。

核心板框图

侧面图1

侧面图2

俯视图正面

DSP	处理器型号TI TMS320C6657，双C66x DSP核，主频1GHz/1.25GHz
Zynq	Xilinx XC7Z035/XC7Z045-2FFG676I（可选） 2x ARM Cortex-A9，主频 800MHz（-2）/1GHz（-3），2.5DMIPS/MHz 1x Kintex-7 架构可编程逻辑资源
CPLD	MAX10型号10M02SCM153
FLASH	SPI Flash:32MByte（DSP端） SPI Flash:64MByte（PS端）
EEPROM	1Mbit
DDR3	DSP DDR3:1GBytes ZYNQ DDR3:1GBytes（PS端）
温度传感器	TMP102AIDRLT
CameraLink	支持2路Base、或者1路Medium、或者1路Full ，支持相机模式（Cameralink图像输出）或采集卡模式（Cameralink图像输入）
SFP+	1路支持万兆光模块
千兆网口	DSP 1路 ZYNQ PS 1路
PCIe	1x PCIe 双通道（DSP端）
SD	1x Micro SD（PS端）
USB	1x USB 2.0（PS端)
DSP IO	38个
M.2	1x 可接SATA、4G、5G模块(PL端)
HDMI	1x HDMI OUT （PL端）
音频	1x LINE IN 1x MIC IN 1x LINE OUT
LPC FMC	1路(PL端)
电源接口	1x TYPE-C接口 12V@4A 标准PCIe供电