EBAZ4205 第七个工程用ZYNQ的PS点亮连接到PL端的LED灯EMIO 方式（推荐使用方式）

前面的工程6用AXI GPIO的方式让PS去控制PL端的LED灯（相当于 PL端需要生成AXI GPIO相应的电路，占用资源），本文换个思路用EMIO的方式将PL端的LED 映射到PS端的GPIO上。该方法在项目上更常用，（对PL端的资源占用非常小，可以简单理解为PS端拉了根导线到PL端对应的IO口）除了GPIO可以EMIO映射外， SPI I2C UART 都可以用相同方式来进行映射，极大的增加了系统的可拓展性

本文在 vivado2018.3版本上演示，其他版本请自行研究

（备注此章节内容适用于 EBAZ4205的转接板）

本实验将通过点亮主板上的两个LED灯（非转接板上的LED灯）来演示PS通过EMIO方式来控制PL端GPIO的功能

1创建Vivado工程

1) 具体步骤新建一个VIVADO 工程，打开软件选中Create Project, 如下图所示

2）点击NEXT ，在出现的第二个对话框“Project name”中输入工程名；在“Project location”中选择保存路径；勾选“Create project subdirectory”，最后点击“Next” 备注，所有的路径均不能出现中文名称

3)点击 RTL PROJECT 选项，点击NEXT

4）第四步Add Sources 选项直接留空，NEXT

5）第五步Add Constraints 选项直接留空，NEXT

6）选择芯片型号我们板子上用的芯片是XC7Z010 ，并在列表栏中选择对应的封装型号，完整型号是XC7Z010CLG400-1 如下所示，选中后点NEXT

7）确认所选信息点击“Finish”，完成vivado的工程创建

2 创建一个BLOCK设计

1）IP INTEGRATOR→Create Block Design，在弹出的对话框中输入设计名，最后点击“OK”，如下图所示

2)在右侧的窗口里，点击加号，在选择框里搜索ZYNQ，并找到ZYNQ7 PROCESSING SYSTEM ，双击并打开

3）软件自动生成了一个 zynq的block 如下图所示，接下来要做一些相应的设置，双击下图中的ZYNQ核

4) 依次在弹窗里找到DDR Configuration→DDR Controller Configuration→DDR3，在Memory Part下拉菜单中根据自己板子上的DDR来选择相应的DDR3，本实验所用到型号：MT41K128M16JT 125，数据位宽选择16bit 最后点击“OK”,如下图所示。

5）关键的一步有别于第六章节的地方，在PS的MIO配置选项的GPIO栏里，增加两路EMIO（因为本次测试的是两个，如果需要增加按键或者其它IO 这里可以对应的调整）

6）最后点击“Run Block Automation”如下图所示。在弹出的选项中保持默认，点击“OK”，即可完成对ZYNQ7 Processing System的配置

7）将刚才添加EMIO GPIO 引出右键GPIO_0—->Make External

8）用线将M_AXI_GP0_ACLK与 FCLK_CLK0连接起来

9）source→Design Source ，右键我们创建的BLOCK工程，点击create HDL wrapper如下图所示。

在弹出的对话框里保持默认

软件自动为我们生成HDL文件

3.创建约束文件，并且定义管脚

1）Add Source → Add or create constraints 点Next

因为这个项目没有创建过约束文件所以这里创建一个约束文件，并在File name 里设置约束文件的名称，并且点击FINISH 完成约束文件的创建

2）Sources → Constraints 里找到刚才创建的约束文件双击并打开该XDC约束文件

在约束文件里面复制下面代码来对输出的GPIO进行管脚（所有的管脚转接板上丝印都有实际标注对应的IO）

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports GPIO_0_0_tri_io[0]]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports GPIO_0_0_tri_io[1]]

set_property PACKAGE_PIN W13 [get_ports GPIO_0_0_tri_io[0]]
set_property PACKAGE_PIN W14 [get_ports GPIO_0_0_tri_io[1]]

4.生成bit文件

按下绿色箭头对工程进行编译

按下Generate Bitstream 完成综合以及生成bit文件

5.SDK程序编写

1）File→Export→Export hardware…，在弹出的对话框中勾选“include bitstream”，点击“OK”确认，如下图所示。

2）File→Lauch SDK，在弹出的对话框中，保存默认，点击“OK”，如下图所示。

系统将自动打开SDK开发环境

3）新建一个工程 file→new→Application Project，来新建一个“Application Project”，如下图所示。

4）在新建工程名中输入自己的工程名称，点击NEXT

5）选择空工程，点击完成FINISH

6) 在工程中添加main.c文件 src—>New—>Source File 如下图所示

7）在弹出的窗口中填入main.c 并且保存

8）.打开刚才创建的main.c

然后写入以下代码（代码是在例程的基础上进行精简的）有一个地方值得注意 EMIO的 IO口编号是从54开始的，也就是我VIVADO 下创建的 EMIO端口，在PS端都是从54-55-56 依次排序的（小贴士小于54的是MIO 也就是芯片PS的硬件IO口）

#include "xparameters.h"
#include "xgpiops.h"
#include "xstatus.h"
#include "xplatform_info.h"

#define LED1    	54
#define LED2  		55

#define GPIO_DEVICE_ID  	XPAR_XGPIOPS_0_DEVICE_ID
XGpioPs Gpio;


void Gpio_Init(void){
	XGpioPs_Config *ConfigPtr;

	ConfigPtr = XGpioPs_LookupConfig(GPIO_DEVICE_ID);
	XGpioPs_CfgInitialize(&Gpio, ConfigPtr,ConfigPtr->BaseAddr);

	XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, LED1, 1);
	XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, LED1, 1);

	XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, LED2, 1);
	XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, LED2, 1);

	XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED1, 0);
	XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED2, 0);
}


#define LED_DELAY     10000000
volatile int Delay;

int main(void)
{
	Gpio_Init();

	while(1){

		XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED1, 0);
		XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED2, 1);
		
		for (Delay = 0; Delay < LED_DELAY; Delay++);

		XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED1, 1);
		XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED2, 0);

		for (Delay = 0; Delay < LED_DELAY; Delay++);

	};

	return 0;
}

6.下载到板子上进行验证

选中工程中的硬件平台，并点击右键→Program FPGA，在弹出的对话框中选择默认，点击“program”，完成FPGA PL部分的Program工作

2）选中我们生成的GPIO工程展开绿色箭头（RUN）右边的图标，选择Run As→1 Launch on Hardware（System Debugger）

可以看到板子（主板）上的LED（红绿灯）在闪烁，如果想改成转接板上的LED灯只需要修改上文的管脚约束号即可

备注：如果 RUN 的时候弹出错误可以按照下面的操作进行设置再进行DEBUG

之后点 APPLY 然后再选择Run As→1 Launch on Hardware（System Debugger）看是否下载成功（如果仍然不行，请对板子进行断电后重试，一般发生这种问题的原因是因为debug的时候跟之前运行的程序产生冲突导致的）

代码解读

#define LED1 54 定义LED 1为 PS的第54脚（即EMIO第0脚）
#define LED2 55 定义LED 2为 PS的第55脚（即EMIO第1脚）

备注（EMIO 是从第54脚开始的）

XGpio_SetDataDirection 设置GPIO为输入/输出
XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, LED, 1);//使能 LED 对应的GPIO的输出功能
XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED, 0); //拉低 LED 对应的GPIO
XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED, 1); //拉高 LED 对应的GPIO

for (Delay = 0; Delay < LED_DELAY; Delay++); 这是一个耗费系统资源的delay函数的简写

所以整个程序的效果就是LED  不停的点亮熄灭，反复循环。

其实不管是 EMIO方式还是AXI GPIO的方式，或者参考设计的代码或者我精简的代码都是大同小异的，只要知道自己想实现什么功能，再去有针对性的研究参考设计的代码，都能写出自己想要的功能

另外赋上下面地址是自己之前整理的MIO EMIO AXIGPIO 三者的区别，有兴趣的可以看一下

http://www.hellofpga.com/index.php/2021/08/08/zynq_emio_mio_axi_gpio/

本文的完整工程如下，大家自行研究：

07_PS_LED_TEST_EMIO_EBAZ4205 下载