Hola mundo!!! softcore vexriscV construido con Litex en Colorlight 5A 75E

En éste ejemplo se encenderá el led de usuario de la placa Colorlight 5A-75E y un led externo conectado al pin J1.3 por medio de tokens enviados por el puerto serial; leds-on y leds-off.

El gateware (emulación del hardware) consta de un softcore (vexriscv) el cual es construido con LiteX y sintetizado con herramientas libres como yosis y nextpnr, mientras que el firmware + bios de LiteX es cross-compilado con el compilador de riscv.

Tanto la imagen del gateware y de la bios son programados a la fpga, mientras que el firmware es cargado por el puerto serial(para éste ejemplo) haciendo uso de la bios de LiteX; ésto hace que en la creación de proyectos se pueda desarrollar el firmware (programa del softcore) y probarlo de manera independiente sin necesidad de volver a sintetizar el hardware (gateware).

A continuación se presentan los pasos para replicar éste ejemplo (Hola LiteX).

Hardware

Para éste ejemplo se usó la tarjeta Colorlight 5A-75E en la cual se extrajo el chip 74HC245 etiquetado como u28 para lograr la conexión UART entre la placa y el PC; es necesario retirarlo y crear los puentes mostrados allí ya que éste integrado tiene un selector de control sobre la dirección del flujo de los datos.

Conexiones

Conector	Pin FPGA	Función
J1.1	F3	TX
J1.2	F1	RX
J1.3	G3	LED externo
LED en la placa	P11	LED usuario
Botón en la placa	M13	Botón de reset
J1.4		GND
J1.15		GND
J1.16		GND

Instalación de herramientas

• A tener en cuenta: para que se comprenda de mejor manera como desarrollar los pasos 1 y 2 se recomienda desarrollar el ejemplo del Hola mundo con colorlight5a-75e que puede seguir en éste link.

Pasos de instalación de herramientas

1. Herramientas de síntesis opensource para FPGA ecp5 y cross-compilador para riscv -> Instalación de herramientas de desarrollo con CONDA.
2. Herramienta de programación para FPGAs y método de programación -> OpenOCD en Omega2, programando FPGA por JTAG.
3. LiteX con soporte para la placa colorlight5a-75e -> Como instalar LiteX con soporte a la board colorlight 5a-75e.

Construcción del demo

El demo es desarrollado con las fuentes que encontrará en éste link las cuales también encontrará comprimidas acá en .zip para que no sea necesario clonar el repositorio. Descargue estos archivos fuentes a su equipo y ubíquese al nivel donde encontrará el Makefile responsable de la construcción del demo.

Pasos para la construcción del demo

En éste diagrama se puede apreciar la relación de los elementos que se contruirán a partir de los comandos los cuales están numerados del 1 hasta el 5.

1. Construir el gateware y el bios

make gateware

2. Programar FPGA con la imagen gateware+bios

Dependiendo del hardware de programación que tenga, haga uso de alguno de los siguientes métodos:

2.1 Programando FPGA desde Omega2

• Enviar la imagen desde el pc a placa omega2 a través de ssh

make prog-f-o2

• Programar fpga a través de omega2 por jtag

sh program.sh top-flash.svf

3. Construir el firmware del blink

make firmware

4. Cargar el firmware.bin al softcore

Lanzar el servidor litex:

make litex_term

Cargar el firmware.bin desde el bios:

serialboot

5. Dar ordenes al softcore a través de tokes desde el puerto serial

Ejecutar los tokens:

leds-on
leds-off

Referencias

trabucayre/litexOnColorlightLab004

litex-hub/fpga_101