Ultra96用 サンプルプロジェクト

概要

Ultra96で遊ぶための非公式サンプルプロジェクト。

内容

今のところはPL側のロジックを使ってLチカを行うもののみ。

あと、Debug Bridgeとかも含まれている。

環境

• Vivado 2018.2
• PetaLinux 2018.2
• Windowsでビルドスクリプトを実行するにはWSLが必要

下準備

• AVNETのチュートリアルに従って、Ultra96のボードパッケージをインストールしておく。

  • http://www.zedboard.org/support/documentation/2416
    • Installing Board Definition Files
    • http://www.zedboard.org/sites/default/files/documentations/Installing-Board-Definition-Files_v1_0.pdf
  • AVNETの GitHubリポジトリ からBDFファイルをダウンロードして、Vivadoのインストールディレクトリの data/boards/board_files にコピーする

• XilinxのページからUltra96用のBSPをダウンロードしておく。

  • https://japan.xilinx.com/support/download/index.html/content/xilinx/ja/downloadNav/embedded-design-tools.html
  • 3[GiB]弱ある

ハードウェアのビルド方法

• Linuxの場合はVivadoのパスを通す

  • 例：/opt/Xilinx/Vivado/2018.2にVivadoが入っている場合

  $ export PATH=$PATH:/opt/Xilinx/Vivado/2018.2/bin

• Windowsの場合は、VIVADO_ROOT環境変数にVivadoのルートディレクトリのパスを設定する。

  • 例：C:\Xilinx\Vivado\2018.2にVivadoが入っている場合

  $ export VIVADO_ROOT=/mnt/c/Xilinx/Vivado/2018.2
  

• ultra96hw ディレクトリでmakeを実行すると、プロジェクトの復元から論理合成まで一通り実行する。

  $ cd ultra96hw
  $ make
  

  • プロジェクトの復元のみ行いたい場合は、 make restore を実行する。

  $ cd ultra96hw
  $ make restore
  

PetaLinuxのビルド方法

PetaLinuxの準備

• Ubuntu上で実行する前提で説明する。
• TODO: 必要なパッケージを記載する
• /opt/Xilinx/PetaLinux にインストールしたものとする。
• settings.shをsourceしておく

  $ source /opt/Xilinx/PetaLinux/settings.sh
  

PetaLinuxプロジェクトの作成

• ホームディレクトリにUltra96用BSP ( xilinx-ultra96-reva-v2018.2-final.bsp ) があることとする。
• このリポジトリのワーキングツリーのルートで実行することとする。

$ petalinux-create -t project -s ~/xilinx-ultra96-reva-v2018.2-final.bsp -n ultra96_linux
$ cd ultra96_linux
$ petalinux-config --get-hw-description ../ultra96hw/ultra96hw.sdk

• 以降、ultra96_linux 以下で作業する。

追加のデバイスツリー設定のコピー

$ cp ../system-user.dtsi project-spec/meta-user/recipes-bsp/device-tree/files/

PetaLinuxのビルド

$ petalinux-build

• ディスク空き容量が40GBくらい必要
• そこそこ時間がかかる。

BOOT.binを作成

$ petalinux-package  --boot --uboot images/linux/u-boot.elf --fpga images/linux/system.bit --force

SDカードにコピー

• 以下のファイルをSDカードにコピー
  • ultra96_linux/images/linux/BOOT.BIN
  • ultra96_linux/images/linux/image.ub
  • uboot.env

Virtual Cable経由でILAを使う

• Virtual Cableを使うために、Debug Bridgeが入っている。
  • 0x00_8001_0000 にマップしてある。
• AWS EC2 F1インスタンスと同様に、Virtual Cable Server をPS上で実行しておけば、ILAやVIOといったPLに対するJTAG経由でのデバッグ機能が使用可能。
  • Debug BridgeはPLのDebug Hubに接続されるので、あくまでPLに対してのみ
• Virtual JTAGについてはAWS EC2 F1について、みんなでワイワイ調べる会での資料を参照
  • https://www.slideshare.net/ciniml/ec2-f1-virtual-jtag

Virtual Cable Serverのビルド

• Virtual Cable ServerのソースコードはXilinxのGitHubリポジトリに置いてある。
• 元のソースコードはUIOドライバを用いるものだったが、現状ではUIOドライバの導入がうまくいっていないので、/dev/mem経由でアクセスするように変更している。
  • 変更したものはforkしたリポジトリに置いてある。
• Virtual Cable Serverのソースコードは xvcserver ディレクトリにsubmoduleとして入っているので、サブモジュールの本体を取得しておく
  • git submodule update --init
• xvcsrever/XAPP1251でmakeを実行すればビルドできる。

$ cd xvcserver/XAPP1251
$ make

Virtual Cable Serverの実行

• 引数なしでxvcServerを実行する

$ ./xvcServer

Vivadoから接続

• VivadoでHardware Managerを開く

• 画面上部の Open target をクリックし、Open New Target を選択する。

  

• Connect to: で Local server を選択して Next を押す。

  

• Add Xilinx Virtual Cable (XVC) を押す。

  

• Host name に Ultra96のアドレス、 Port は 2542 (デフォルト)を入力してOKを押す。

  

• 正常に接続できれば、Hardware Targets にVirtual Cableのターゲットが表示されるので選択する。

• Hardware Devices に debug_bridge_0 が表示されるので選択する。

• Next を押して進む。

• Finish を押す。

  

• このままだとILAの設定が読み込まれていないので、手動で読み込む。

• HARDWARE MANAGER で debug_bridge_0 を選択する。

• Hardware Device Properties の Probe files: にILAの定義ファイルのパスを設定する。

  • 直接入力もできるが、 ... を押せばファイルダイアログが表示される。

  

• ultra96hw/ultra96hw.runs/impl_1/debug_nets.ltx を選択する。

  

• ILAを使ってみる。

  • hw_ila_1 タブをひらいて、赤丸のところのボタン (Run trigger immediate for this ILA core) を押す
  • ILAで取得した波形が表示される。