Guide de démarrage rapide:
Processeur logiciel MicroBlaze pour Vitis 2021.1

INTRODUCTION

Ce guide de démarrage rapide vous guidera dans la création d'un système de processeur MicroBlaze™ de base à l'aide de conceptions prédéfinies de processeur.
Des ressources et des informations supplémentaires peuvent être trouvées au verso pour vous aider à adapter un système de processeur MicroBlaze à vos spécifications de conception exactes. Les fonctionnalités incluent:

- Libre de droits
– Hautement configurable
– Haute performance
- Batterie faible
– Prise en charge de Linux et RTOS
– Outils de développement gratuits

Qu'est-ce que le processeur MicroBlaze ?

MicroBlaze est le cœur de processeur logiciel de Xilinx optimisé pour les applications embarquées sur les appareils Xilinx. Le processeur MicroBlaze est facile à utiliser et offre la possibilité de sélectionner la combinaison de périphériques, de mémoire et d'interfaces selon les besoins.
Le processeur MicroBlaze est couramment utilisé dans l'une des trois configurations prédéfinies, comme indiqué dans le tableau ci-dessous : un simple microcontrôleur exécutant des applications sans système d'exploitation ; un processeur en temps réel doté d'un cache et d'une unité de protection de mémoire s'interfaçant avec une mémoire sur puce étroitement couplée exécutant FreeRTOS ; et enfin, un processeur d'application avec une unité de gestion de mémoire sous Linux. Le tableau (ci-dessous) montre les estimations de performances et d'utilisation pour ces configurations sur un appareil Artix®-7.

	Microcontrôleurs	En temps réel	Application
MHz	204	172	146
Cellules logiques	1900	4000	7000
% D'utilisation	1%	2%	4%

*Basé sur les appareils XC7A200T -3 vitesses
MicroBlaze peut être utilisé comme processeur autonome dans tous les FPGA Xilinx ou comme coprocesseur dans un système Zynq® SoC. Il peut également être configuré pour ajouter tamper protection et protection contre les pannes en configurant en mode de verrouillage et en fournissant une atténuation des perturbations en cas d'événement unique avec la triple redondance modulaire. Les conceptions avec plusieurs processeurs peuvent être déboguées simultanément à l'aide de la plate-forme logicielle unifiée Xilinx Vitis™.

AVANT DE COMMENCER

Ce guide de démarrage rapide suppose que vous ciblez une carte de développement Xilinx. Si cette carte provient d'un partenaire de carte Xilinx, vous devez télécharger les dernières cartes et example projets au sein de Vivado. Consultez la FAQ (page suivante) pour des liens vers certains de nos partenaires.

DÉVELOPPEMENT MATÉRIEL

• Démarrez Vivado® Design Suite (2021.1 ou version ultérieure).
• Sous Outils, sélectionnez Vivado Store. Sélectionnez l'onglet Tableaux puis cliquez sur Actualiser dans le coin inférieur gauche pour télécharger la dernière version du catalogue.
• Lorsque le téléchargement est terminé, choisissez Open Example Projet.
• Lorsque l'assistant s'ouvre, lisez le texte d'information et cliquez sur Suivant.
• Avant de choisir un modèle, cliquez à nouveau sur Actualiser dans le coin inférieur gauche.
• Dans les modèles, sélectionnez MicroBlaze Design Presets, puis cliquez sur Next.
• Entrez un nom de projet et un emplacement pour le projet files et cliquez sur Suivant.
• Choisissez le tableau cible et cliquez sur Suivant.
• Choisissez Microcontrôleur et cliquez sur Suivant.
• Cliquez maintenant sur Terminer pour créer le projet et la conception de bloc s'ouvrira.
• Double-cliquez sur le bloc MicroBlaze dans le diagramme.
• Sous Configurations prédéfinies, notez qu'il existe différents paramètres de configuration du MicroBlaze, y compris ceux mentionnés dans le tableau de gauche. Cliquez sur Annuler pour conserver les paramètres actuels.
• Pour enregistrer maintenant le design, appuyez sur Ctrl + S ou cliquez sur File→ Enregistrer la conception du bloc.
• Ensuite, pour générer le bitstream, qui contient les données de configuration du FPGA, choisissez Generate Bitstream.
• Lancez les exécutions de synthèse et d'implémentation, cliquez sur Oui. L'état de construction est affiché dans le coin supérieur droit de Vivado. Prêt indique l'achèvement.
• Lorsque vous avez terminé, cliquez sur OK pour ouvrir la conception implémentée.
• Dans la barre d'outils principale, cliquez sur File et sélectionnez Exporter → Exporter le matériel. Cochez la case Inclure Bitstream et assurez-vous qu'il est exporté vers le même emplacement de projet, puis cliquez sur OK.
• Pour démarrer le développement de logiciels avec ce processeur MicroBlaze, sélectionnez Outils → Lancer Vitis IDE dans la barre d'outils principale. Vitis va maintenant ouvrir et importer la plate-forme matérielle, y compris le MicroBlaze μP.

DÉVELOPPEMENT DE LOGICIELS

• Au lancement de Vitis, cliquez sur Parcourir… pour sélectionner le même emplacement de projet que l'espace de travail, puis cliquez sur Lancer.
• Choisissez de Créer un projet d'application, puis cliquez sur Suivant.
• Cliquez sur l'onglet Créer une nouvelle plate-forme à partir du matériel (XSA) puis cliquez sur Parcourir.
• Vérifiez l'emplacement de votre projet et sélectionnez le XSA file et cliquez sur Ouvrir puis cliquez sur Suivant.
• Définissez le nom du projet sur Hello_world sans espaces.
• Définissez le projet système sur "votre nom de carte"_system sans espaces, puis cliquez sur Suivant.
• Cliquez sur Suivant, puis choisissez le modèle Hello World et cliquez sur Terminer.
• Développez le dossier src et double-cliquez sur HelloWorld.c pour view et modifier le code source.
• Cliquez sur le bouton de construction pour construire votre projet.
• Vous verrez deux dossiers importants dans la fenêtre de l'explorateur :

Hello_world contient tous les binaires, .C et .H (En-tête) files mb_preset_wrapper inclut le dossier board support package (bsp) – Pilotes logiciels, spécifications logicielles et Makefile.

• Assurez-vous que votre carte cible est allumée et connectée au PC hôte via le port USB-JTAG port - ce port sert également de connexion USB-UART au processeur MicroBlaze.
• Dans la barre d'outils supérieure, cliquez sur Xilinx → Program Device puis Program à nouveau pour programmer votre FPGA avec votre conception matérielle.

DÉVELOPPEMENT DE LOGICIEL (suite)

• Configurez le terminal UART pour la communication série en cliquant sur Fenêtre → Afficher View…, puis développez le dossier Terminal et double-cliquez sur Terminal.
• Ouvrez un terminal en cliquant sur le icône en bas à droite.
• Choisissez Serial Terminal et utilisez les paramètres suivants :
  Utiliser le bon port COM
  Débit en bauds : 115200
  Bits de données : 8
  Parité : Aucune
  Bits d'arrêt: 1
  Contrôle de flux : Aucun
  Délai d'attente (sec): 5
• Cliquez sur OK.
• Téléchargez maintenant l'application en faisant un clic droit sur votre
  Projet Hello_world et en choisissant Exécuter en tant que… Sélectionnez Lancer
  Matériel (débogage d'application unique), puis cliquez sur OK.
• Votre programme s'exécutera et vous devriez voir "Hello World" apparaître à l'intérieur de votre terminal série.
• Toutes nos félicitations! Vous avez créé votre première application de processeur MicroBlaze.
• Maintenant, vous pouvez essayer de construire et d'exécuter d'autres example applications, comme celles fournies :

FAQ et RESSOURCES SUPPLÉMENTAIRES

• Comment charger des cartes tierces dans Vivado examples dessins?
• Comme indiqué dans Vivado, téléchargez les dernières cartes et mettez à jour example projets.
• Par où dois-je commencer pour en savoir plus sur le processeur MicroBlaze ?
  Visitez le centre de conception MicroBlaze. Il contient des liens vers de la documentation, des wikis et des didacticiels vidéo qui fournissent de nombreuses informations. La plupart des liens vers les documents de cette FAQ s'y trouvent également.
• Où puis-je trouver des détails spécifiques sur le processeur MicroBlaze ?
  Allez à : UG984 – Guide de référence du processeur MicroBlaze.
• Comment puis-je estimer la taille et les performances de mon processeur MicroBlaze configuré ?
  Allez à : MicroBlaze Performance Metrics comme point de départ.
• Où puis-je trouver un tutoriel plus complet ?
  Allez à : UG940 – Lab 3 : Utilisation du processeur MicroBlaze intégré.
• Où puis-je trouver plus de détails sur la création d'un design d'outil Vivado ?
  Visitez nos centres de conception Vivado.
• Dois-je être dans les outils Vivado pour démarrer Vitis ?
  Non. Vitis est une plateforme logicielle unifiée qui peut être lancée indépendamment de Vivado. Cependant, vous aurez besoin d'une plate-forme Viti ou créer une nouvelle plate-forme à partir du matériel (.xsa) file cibler pour le développement de logiciels.
• Que dois-je faire si le tableau que je cible n'est pas dans la liste ?
  De nombreux fournisseurs de cartes proposent des cartes files et plates-formes qui peuvent être ajoutées à Vivado et Vitis. Contactez le fabricant spécifique pour ces files.
• Que se passe-t-il si je dois apporter des modifications à la conception de mon matériel ?
  Fermez Vitis et effectuez les modifications de conception matérielles requises dans les outils Vivado, puis suivez la séquence pour bit file génération. Cette conception matérielle mise à jour doit ensuite être exportée à partir des outils Vivado et importée dans Vitis en tant que nouvelle plate-forme.
• Comment puis-je étendre la capacité de mon tableau d'évaluation ?
  Les PMOD, les blindages Arduino, les cartes Click et les cartes FMC peuvent être utilisés pour étendre les capacités de nos cartes d'évaluation.
• Comment créer une image flash amorçable qui contient mon bitstream et mon application ?
  Voir chapitre 7 de l'UG898. Dans Vivado, Outils → Associer ELF Filem…
  Dans Vitis, Xilinx → Programmez FPGA (sélectionnez ELF pour MicroBlaze).
• Que se passe-t-il lorsque j'exporte le matériel et que je lance Vitis ?
  Une archive de support Xilinx (.xsa) file est créé. Cette file contient des spécifications matérielles, des interfaces IP, des informations sur les signaux externes et des informations sur l'adresse de la mémoire locale. Ceci est utilisé par Vitis pour créer une plate-forme matérielle.
• Comment puis-je communiquer entre le SoC Zynq®-7000 et MicroBlaze ?
  Voir ce QTV sur YouTube : Zynq et MicroBlaze IOP Block, OCM et Memory Resource Sharing.
• Comment déboguer plusieurs processeurs dans un seul système ?
  Débogage multicœur hétérogène avec Xilinx SDK.
• À quelle quantité de mémoire FPGA le processeur MicroBlaze peut-il accéder ?
  Des systèmes MicroBlaze peuvent être créés pour accéder à toute la mémoire disponible sur un FPGA. Mais cela se fait au prix d'un FMAX inférieur. Les implémentations typiques de MicroBlaze utilisent 128 Ko ou moins.
• Quels systèmes d'exploitation et bibliothèques sont pris en charge dans Vitis pour MicroBlaze ?
  Voir Systèmes d'exploitation pris en charge et UG643 - Guide du système d'exploitation et des bibliothèques.
• Puis-je exécuter Linux ou un RTOS sur le processeur MicroBlaze ?
  Oui. Pour de meilleures performances, choisissez Application ou Temps réel
  Configuration prédéfinie dans les paramètres MicroBlaze de Vivado.
• Comment créer un bootloader Linux pour le processeur MicroBlaze ?
  Aller à : Construire U-Boot pour MicroBlaze.

Ressources

• Centre de conception de documentation MicroBlaze
• Wiki de démarrage MicroBlaze
• Page produit du cœur du processeur MicroBlaze Soft
• Utilisation du processeur MicroBlaze pour accélérer le développement de systèmes embarqués sensibles aux coûts
• Hub intégré du navigateur de documents
• Tutoriels Vivado Design Suite
• Aide sur les outils Xilinx Vitis
• Enregistrements de réponses de la base de connaissances
• Conseils partenaires tiers
  Avnet | Diligent | Trenz | Enclustra | iWave | MYiR | ALINX
•  Guide de démarrage rapide : MicroBlaze Soft Processor pour Vitis 2019.2

Documents / Ressources

Système central de processeur XILINX MicroBlaze Soft [pdf] Guide de l'utilisateur Système de base du processeur logiciel MicroBlaze, système de processeur logiciel MicroBlaze, processeur logiciel MicroBlaze, MicroBlaze

Références

• Manuel d'utilisation