Atlys FPGA开发板评测(二)

自检程序

Atlys FPGA开发板在出厂时已经将Demo程序烧录到SPI FLASH ROM中,该Demo程序能对开发板上大部分模块和接口进行测试。上电配置FPGA后,一个bitmap图像文件从FLASH传送到DDR2 SDRAM中,然后通过HDMI J2输出口输出图像。8个开关控制8个LED灯,6个按钮按下时将在音频输出口Line_out和HP_out输出不同声波声音。
当然要学习使用Xilinx FPGA设计必须要安装它的开发工具ISE Design Suite,可以到Xilinx官网下载,目前最新的版本为13.3。

Digilent公司也提供了一个非常不错的调试工具Adept,小巧实用,使用非常方便,下载程序很快,搭配起ISE调试不错,Xilinx的ISE软件太耗资源。Adept可以到Digilent网站下载,安装简单。还可以下载插件plugin for xilinx,这样Xilinx的工具可以直接通过USB线来编程配置FPGA。

软件准备工作完了后,我们先试试Atlys FPGA开发板的自检程序。根据自检程序的功能,要准备一个HDMI输出线,接Atlys的那一端必须是HDMI A型接口(母口),这里用了一根HDMI转DVI接口的数据线,为了接上液晶显示器(没有HDMI接口)。

一个耳机或者音箱接到音频的输出。自检程序没有串口监视,可以先不管USB-UART接口。

连接好线路,Micro USB线连到计算机,电源适配器连接好,音频、视频输出都连接好。

Atlys上有很多蓝色小跳线帽,可以先不管其他跳线帽怎么连接,JP11的跳线帽要断开,这样才能FPGA在上电后进入SPI配置模式。

将电源开关拨到ON,绿色电源指示灯,过了一秒左右FPGA DONE指示灯(LD14)变亮,表示此时FPGA配置工作完成,程序已经加载完毕。

再过了2~3秒左右可以看到8个用户LED会闪一下,而显示器上出现条纹码图像,说明FPGA程序运行正常了。

耳机接入Line_out(绿色),按下6个不同按钮时会发出不同的声音。如果把耳机接到HP_out(黑色)口,也能听到声音,而且明显比Line_out输出的声音大,HP_out口的输出音频明显经过了放大处理。

Atlys运行几分钟后,如果把手放到FPGA的散热快上面,明显可以感觉到温度升高,FPGA发热蛮大,这还是只运行了Demo程序,如果FPGA逻辑完全利用起来发热量估计很客观,难怪Digilent会加装一个散热快。

ADEPT

如果上电FPGA没有配置成功,SPI FLASH里的程序不正确时,可以重新烧录FPGA的程序,首先下载目标文件.bin,打开Adept软件,Adept可以自动识别连接的开发板,在Flash菜单下,可以选择加载bin文件。

下载程序到flash中时间稍长,因为是串行SPI接口。

完成后重新上电,FPGA配置运行正常。
Adept软件专门针对Digilent FPGA开发板的一个调试软件,有些功能非常方便。在Config菜单下可以直接配置.bit或者.svvf文件到FPGA中,因为文件直接配置FPGA,下载速度很快,这种一般用在调试的时候。

在TEST菜单下可以对存储器和GPIO(开关、按键)做个简单测试,选择测试按钮Adept会将测试程序先下载到FPGA,然后可以测试一些接口。

Adept还有一些调试功能,不过需要FPGA程序包括特定模块功能才能实现,以后再介绍。

程序源码

Atlys FPGA开发板的自检程序目标文件.bin文件可以从网上下载,同时也可以在网上下载自检程序的工程文件源码。Digilent提供了Xilinx EDK下的工程文件,不过其版本是12.2的,而目前ISE Design Suite最新版本是13.3,所以使用自检程序的EDK工程文件,部分IP核需要升级。

解压下载的实例,用Xilinx软件下的Xilinx Paltform Studio打开顶层文件system.xmp,会弹出窗口告知IP核需要升级的wizard。

按照软件的Wizard执行,上图可以看出部分IP核的升级可以有软件自动完成,但是有些IP核的功能有比较大的变化,不在向上兼容,必须要手动更改。如下黄色三角感叹号标志的IP核说明必须手动更改。

删除旧的IP核,然后在IP目录下添加新的版本IP,此时MHS文件被自动更改,IP的端口连接和内部总线需要手动添加。因为IP升级但是端口和总线连接没有改变,可以根据备份的MHS文件来修改。

修改完成后,选择Hardware->Generate Bitstream编译项目,Xilinx EDK的编译过程很慢,将近花了半个小时才完成,需要耐心等该啊。

如果没有错误,选择Project->Export Hardware Design to SDK...,弹出窗口启动软件环境SDK。

 下载的实例文件中也包含了软件测试程序。新建立一个软件的工程导入测试程序的源码进行编译。

编译完成后选择Xilinx Tools->Program FPGA将下载程序到开发板FPGA中,开发板运行结果与自检程序效果一样。

小结

运行了Atlys FPGA开发板的自己按测试程序,通过Adept软件下载调试FPGA开发板。将Atlys FPGA开发板的自检程序EDK工程由12.2版本升级到新的13.2版本,Spartan6 LX45的资源比LX15芯片大很多,工程编译时要花很长时间,大量时间花在软件编译上。Atlys FPGA开发板的自检程序测试了大部分设备,尤其是视频和音频部分,下一步将介绍开发板上外设的使用。

来源:爱板网