【第二季】CH11_ ZYNQ软硬调试高级技巧
软件和硬件的完美结合才是SOC的优势和长处，那么开发ZYNQ就需要掌握软件和硬件开发的调试技巧，这样才能同时分析软件或者硬件的运行情况，找到问题，最终解决。那么本章将通过一个简单的例子带大家使用vivado+SDK进行系统的调试。
11.1 方案框架
这个实验中，我们将在上一章工程的基础上添加一个名为MATH_IP的 Custom IP.并且添加Mark Debug观察AXI4-Lite总线上的工作情况，添加VIO CORE观察MATH_IP的工作情况，添加ILA CORE观察LED的PIN脚输出情况。
11.2 硬件工程搭建
Step1：做好备份后，直接打开上一章节的硬件工程。
Step2：在Project manager区中单击Project settings。
Step3：选择IP设置区中的repository manager。
Step:4：单击+号图标，将math_ip_0的路径添加进去（math_ip可在我们附带的第十一章程序文件夹中的Miz_ip_lib文件夹中找到），单击OK。
Step5：双击ZYNQ processing System图标，配置IP。
Step6：展开PS-PL Cross Trigger interface >Input Cross Trigger, Cross Trigger Input 0设置为：CPU0 DBG REQ、Output Cross Trigger设置为CPU0 DBG ACK，单击OK完成修改。
Step7：单击 IP icon
搜索单词“math ”之后双击添加IPCORE。
Step8：单击Click on Run Connection Automation。
Step9：勾选math_ip_0 and S_AX之后单击OK。
这个mathi_ip实际上是一个简单的硬件加法器。虽然这个简单的加法器在这里没有实用意义，但是如果换成了硬件算法，那么就具备实用价值了。红色的方框内ain_vio和bin_vio是我们准备通过逻辑分析抓去的观察信号。
Step10：单击IP icon 
添加 ila CORE
Step11:双击打开ILA CORE
Step12:双击打开ILA CORE
General Options设置如下
Probe_Ports设置如下,之后单击OK
Step13：连接Probe0到GPIO_LED。
Step14:连接CLK接口到FCLK_CLK0接口
Step15:连接TRIGG_IN 和 TRIGGER_OUT_0、TRIG_OUT和TRIGGER_IN_0
Step16：添加 IP icon 
添加vio。
Step17：双击 VIO core修改参数
General Options 设置如下，输入proble为1 输出为3
Probe_in设置位宽为9
Probe_out0设置位宽：1；Probe_out1设置位宽：8；Probe_out2设置位宽：8；
Step18:连接
PROBE_IN -> result
PROBE_OUT0 -> sel
PROBE_OUT1 -> ain_vio
PROBE_OUT2 -> bin_vio
CLK-> FCLK_CKL0
Step19：连接好的系统整体电路。
Step20:选中AXI Interconnect 和math_0 CORE之间的S_AXI总线
Step21:右击选择Mark Debug
Setp22:接下来依然是，右键单击Block文件，文件选择Generate the Output Products。
Step23:继续右键单击Block文件，选择Create a HDL wrapper，根据Block文件内容产生一个HDL 的顶层文件，并选择让vivado自动完成。
Setp24:单击Run Synthesis,如果有 Save 对话框弹出选择保存。
Setp25:综合结束后选择Synthesized Design option单击 OK。
Step26:在如下对话框中找到Unassigned debug nets(如果对话框没有出现选择 菜单->Window > Debug)
Step27:右击 Unassigned Debug Nets 选择Set up Debug… 之后单击 Next
Step28:删除红色错误的信号然后单击Next 到结束
Step29:生成Bit文件。
11.3 加载到SDK
Step1：导出硬件。
Step2：新建一个空SDK工程，并添加一个main.c的文件。
Step3：在main.c文件中添加以下程序，按Ctrl+S保存后自动开始编译。
| /* * main.c * * Created on: 2016年11月8日 * Author: Administrator */ #include <stdio.h> #include "xparameters.h" #include "xil_io.h" #include "sleep.h" #include "xil_types.h" #define XGpio_axi_WriteReg(BaseAddr, RegOffset, Data) Xil_Out32((BaseAddr) + (u32)(RegOffset), (u32)(Data)) #define XPAR_GPIO_LITE_ML_0 XPAR_GPIO_LITE_ML_0_BASEADDR #define GPIO_LITE_ML_REG0 0 #define MATH_IP_BASE XPAR_MATH_IP_0_BASEADDR #define MATH_REG0 0 #define MATH_REG1 4 #define MATH_REG2 0 int main() { u8 i=0; u8 val=0; Xil_Out32(MATH_IP_BASE+MATH_REG0,0X42); Xil_Out32(MATH_IP_BASE+MATH_REG1,0X12); val = Xil_In32(MATH_IP_BASE+MATH_REG2); xil_printf("val=%x",val); XGpio_axi_WriteReg(XPAR_GPIO_LITE_ML_0,GPIO_LITE_ML_REG0,0X00); while(1) { for(i=0;i<=3;i++) { XGpio_axi_WriteReg(XPAR_GPIO_LITE_ML_0,GPIO_LITE_ML_REG0,1<<i); usleep(500000); } i=0; } } |
Step4：右击工程，选择Debug as ->Debug configuration。
Step5：选中system Debugger,双击创建一个系统调试。
Step6：设置系统调试。
Step7:回到VIVADO单击Open Target->Auto Connect
Step8:加载完成后的界面
Step9:选择菜单->window->Debugprobes 选择AXI_WVALID做为触发信号
Step10:设置触发条件为1
Step11:设置触发位置为512
Step12:单击箭头所指向启动触发
Step13:进入等待触发状态
Step14：打开系统自带的串口调试软件。
Step15：在以下位置加入断点（在图中位置双击即可加入断点），方便调试。
Step16：单击运行
后VIVADO HW_ILA2 窗口采集到波形输出，可以看到AXI总线的工作时序。
Step17：同时可以观察到VIO核采集到的数据
Step18：当再次单击
后控制台输出0X54
Step19:HW_ILA1 窗口采集到的数据是GPIO_LED的值为0x02，同时可观察到开发板上的LED2亮起。
11.4 本章小结
在这个实验中，笔者添加了一个用户自定义的IP CORE 并且通过使用VIO CORE观察其数据。通过ILA CORE观察 AXI总线的通信时序情况，以及EMIO 的输出情况。其中难点就是SDK 和VIVAOD的联合调试。