PS利用EMIO控制LED灯

　　昨天做了一个PS端利用EMIO对LED灯进行控制的实验，在XPS进行完系统的配置导出到SDK中后，发现EMIO口的映射地址为：0xe000a000，如下图

　　　　

　　此时想起sheldon此前说过的xmd命令，可以利用命令行的模式，直接向地址中写入数据，从而对外设进行控制，于是，在烧写了FPGA后，没有编写应用程序，利用命令

　　mwr 0xe000a000 0xFF 进行LED灯的点亮，但是结果却并没有变化，此时考虑可能是没有对PS端应用程序编写的原因。由于本工程内还添加了一个自定义的IP核同样用于LED灯的控制，即上图中的axi_gpio_0，于是利用命令 mwr 0x41200000 0xFF进行测试，结果同样灯没亮，这样断定应该为没有进行应用程序编写的原因，于是，根据教程，敲入代码。具体代码如下：

/*
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 *
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 * AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
 *
 */

/*
 * helloworld.c: simple test application
 *
 * This application configures UART 16550 to baud rate 9600.
 * PS7 UART (Zynq) is not initialized by this application, since
 * bootrom/bsp configures it to baud rate 115200
 *
 * ------------------------------------------------
 * | UART TYPE   BAUD RATE                        |
 * ------------------------------------------------
 *   uartns550   9600
 *   uartlite    Configurable only in HW design
 *   ps7_uart    115200 (configured by bootrom/bsp)
 */

#include <stdio.h>
#include "platform.h"
#include "xparameters.h"
#include "xuartps.h"
#include "xgpio.h"
#include "xgpiops.h"

XUartPs Uart_Ps;

int main()
{
    XUartPs_Config* Config;
    int Status;
    int SentCount = 0;
    int RecvCount = 0;
    u8 HelloZynq[] = "Hello Zynq!\n";
    u8 RecvBuf[3];

    XGpio Gpio;        /* 通过axi总线控制LED */
    XGpioPs Gpiops;    /* 通过EMIO控制LED */
    XGpioPs_Config* ConfigPtr;
    u8 axi_Gpio_Data, ps_Gpio_Data;


    init_platform();

    /* Look up the configuration in the config table and the initialize it*/
    Config = XUartPs_LookupConfig(XPAR_PS7_UART_1_DEVICE_ID);
    if(NULL == Config)
    {
        return XST_FAILURE;
    }

    Status = XUartPs_CfgInitialize(&Uart_Ps, Config, Config->BaseAddress);
    if(Status != XST_SUCCESS)
    {
        return XST_FAILURE;
    }

    /* Send Hello Zynq*/

    while(SentCount < (sizeof(HelloZynq) - 1))
    {
        SentCount += XUartPs_Send(&Uart_Ps, &HelloZynq[SentCount], 1);
    }

    /* initialize the GPIO driver */
    Status = XGpio_Initialize(&Gpio, XPAR_AXI_GPIO_0_DEVICE_ID);
    if(Status != XST_SUCCESS)
    {
        return XST_FAILURE;
    }

    /* Set the direction for all signals to be output */
    XGpio_SetDataDirection(&Gpio, 1, 0x0);

    /* Initialize the PS GPIO driver */
    ConfigPtr = XGpioPs_LookupConfig(XPAR_XGPIOPS_0_DEVICE_ID);
    Status = XGpioPs_CfgInitialize(&Gpiops, ConfigPtr, ConfigPtr->BaseAddr);
    if(Status != XST_SUCCESS)
    {
        return XST_FAILURE;
    }

    /* Set the direction for all signals to be outputs and Enable the Output enable for the LED pins */

    XGpioPs_SetDirection(&Gpiops, 2, 0xF);
    XGpioPs_SetOutputEnable(&Gpiops, 2, 0xF);

    while(1)
    {
        /* Receive data and display data */
        RecvCount = 0;
        while(RecvCount < 3)
        {
            while(!XUartPs_IsReceiveData(Config->BaseAddress));
            XUartPs_Recv(&Uart_Ps, &RecvBuf[RecvCount], 1);
            if(RecvBuf[RecvCount] == 'r')
            {
                RecvBuf[RecvCount] = '\n';
                XUartPs_Send(&Uart_Ps, &RecvBuf[RecvCount], 1);
                break;
            }
            XUartPs_Send(&Uart_Ps, &RecvBuf[RecvCount++], 1);
        }
        /* Change ASCII char to number */
            if(RecvBuf[0] >= '0' && RecvBuf[0] <= '9')
                axi_Gpio_Data = RecvBuf[0] - '0';

            if(RecvBuf[0] >= 'a' && RecvBuf[0] <= 'z')
                axi_Gpio_Data = RecvBuf[0] - 'a' + 10;

            if(RecvBuf[0] >= 'A' && RecvBuf[0] <= 'Z')
                axi_Gpio_Data = RecvBuf[0] - 'A' + 10;

            XGpio_DiscreteWrite(&Gpio, 1, axi_Gpio_Data);

            if(RecvBuf[1] >= '0' && RecvBuf[1] <= '9')
                ps_Gpio_Data = RecvBuf[1] - '0';

            if(RecvBuf[1] >= 'a' && RecvBuf[1] <= 'z')
                ps_Gpio_Data = RecvBuf[1] - 'a' + 10;

            if(RecvBuf[1] >= 'A' && RecvBuf[1] <= 'Z')
                ps_Gpio_Data = RecvBuf[1] - 'A' + 10;

            XGpioPs_Write(&Gpiops, 2, ps_Gpio_Data);

    }

    cleanup_platform();
    return 0;
}

　　而后运行应用程序，根据应用程序进行操作，可以很好的通过EMIO和自定义IP核对LED灯进行控制，此时再利用XMD命令行向自定义IP核写命令，发现可以控制LED灯，但在向EMIO写入命令时，依然没有作用。此时可以确定工程中并没有错误，唯一可能出错的地方就是XMD命令中的地址可能错误，于是去应用程序代码中进行寻找，看应用程序中是如何把数据写入的，根据应用程序中的写入程序，寻找地址。

　　应用程序中，进行写入数据的代码为：

　　

            if(RecvBuf[0] >= '0' && RecvBuf[0] <= '9')
                axi_Gpio_Data = RecvBuf[0] - '0';

            if(RecvBuf[0] >= 'a' && RecvBuf[0] <= 'z')
                axi_Gpio_Data = RecvBuf[0] - 'a' + 10;

            if(RecvBuf[0] >= 'A' && RecvBuf[0] <= 'Z')
                axi_Gpio_Data = RecvBuf[0] - 'A' + 10;

            XGpio_DiscreteWrite(&Gpio, 1, axi_Gpio_Data);

            if(RecvBuf[1] >= '0' && RecvBuf[1] <= '9')
                ps_Gpio_Data = RecvBuf[1] - '0';

            if(RecvBuf[1] >= 'a' && RecvBuf[1] <= 'z')
                ps_Gpio_Data = RecvBuf[1] - 'a' + 10;

            if(RecvBuf[1] >= 'A' && RecvBuf[1] <= 'Z')
                ps_Gpio_Data = RecvBuf[1] - 'A' + 10;

            XGpioPs_Write(&Gpiops, 2, ps_Gpio_Data);

　　代码中的前半部分为利用自定义IP核进行的写入，后半部分为利用EMIO接口进行的写入，进入函数XGpio_DiscreteWrite和XGpioPs_Write，去寻找地址

　　XGpio_DiscreteWrite：

　　

void XGpio_DiscreteWrite(XGpio * InstancePtr, unsigned Channel, u32 Data)
{
    Xil_AssertVoid(InstancePtr != NULL);
    Xil_AssertVoid(InstancePtr->IsReady == XIL_COMPONENT_IS_READY);
    Xil_AssertVoid((Channel == 1) ||
             ((Channel == 2) && (InstancePtr->IsDual == TRUE)));

    XGpio_WriteReg(InstancePtr->BaseAddress,
            ((Channel - 1) * XGPIO_CHAN_OFFSET) + XGPIO_DATA_OFFSET,
            Data);
}

　　发现在此函数中真正的数据写入由函数XGpio_WriteReg进行，此函数的第一个参数为基地址，根据第二个参数和偏移量进行计算具体的地址(此工程中偏移量为0，channel为1)，可以看出此时数据的写入地址就为基地址，第三个参数为写入的数据，因此可以确定通过自定义IP核进行LED灯控制的外设地址就为基地址，即system.xml中显示的地址

 

　　另外分析XGpioPs_Write：

　　

void XGpioPs_Write(XGpioPs *InstancePtr, u8 Bank, u32 Data)
{
    Xil_AssertVoid(InstancePtr != NULL);
    Xil_AssertVoid(InstancePtr->IsReady == XIL_COMPONENT_IS_READY);
    Xil_AssertVoid(Bank < XGPIOPS_MAX_BANKS);

    XGpioPs_WriteReg(InstancePtr->GpioConfig.BaseAddr,
              ((Bank) * XGPIOPS_DATA_BANK_OFFSET) +
              XGPIOPS_DATA_OFFSET, Data);
}

　　同样数据的写入也由函数XGpioPs_WriteReg执行，其参数与上类似，但通过单步调试和分析可以发现，此时的地址偏移量并不为0，通过单步调试发现地址偏移量为0x48，因此在通过EMIO对LED灯进行控制时，写入数据的地址并不为system.xml中显示的基地址，而是基地址加上地址偏移量0x48，故通过XMD命令向地址0xe000a048写入数据，即

　　mwr 0xe000a048 0xFF, 执行命令后发现LED灯被电量，此时证明我们的猜测正确。

 

 

　　　　通过此例程发现在PS利用EMIO和PL进行通讯时，将PL端的配置当作外设进行映射到PS端时，外设的地址相对于基地址有偏移量，这里我猜测不同的地址偏移量跟ps端的system7总线有关系，但具体关系还不太清楚，现在地址的具体计算还不太清楚，有待进一步的了解，干巴蝶！！