FPGA设计中,zynq三种实现GPIO的方式

2020-12-29 15:47:46 浏览数 (1)

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今天给大侠带来FPGA设计中zynq三种实现GPIO的方式,话不多说,上货。

MIO和EMIO方式是使用PS部分的GPIO模块来实现GPIO功能的,支持54个MIO(可输出三态)、64个输入和128个输出(64个输出和64个输出使能)EMIO,而IP方式是在PL部分实现 GPIO功能,PS部分通过M_AXI_GP接口来控制该GPIO IP模块;另外EMIO模块虽然使用PS部分GPIO但也使用了PL部分的管脚资源。

一、MIO方式实现GPIO

vivado中zynq设置如下图:

由图中可见要选中打开GPIO,其下自动显示可用于GPIO的MIO(当MIO作为其他功能时就不能作为GPIO使用了),其中MIO 7、MIO 8只能作为输出使用,因为它们用于VMODE管脚。

软件部分如下:

二、EMIO方式实现GPIO

vivado中zynq设置如下图:

图中可知GPIO中选择使用EMIO,并选择位宽(这里例子中选择3);其vivado中连接如下图:

上图可知除了FIXED IO和DDR接口外,还多了3个3对(一个输入,一个输出和一个输出使能)GPIO管脚。

不同于MIO,这里三个IO管脚(一个输入,一个输出和一个输出使能在自动生成的顶层模块中合并为一个IO)要绑定到芯片对应管脚上。

软件部分如下:

类似MIO方式(都为PS部分GPIO操作),设置为输出并设置输出使能,但要注意这里的GPIO号是从54开始的3个。

三、IP方式实现GPIO

vivado中zynq设置如下图:

图中可知GPIO中MIO和EMIO都不选择,但要打开M_AXI_GP接口(这里选择M_AXI_GP0)和复位管脚,如下图:

当然用到了PL部分逻辑则至少需要一个时钟输出到PL部分,这里选择FCLK_CLK0输出50MHz,如下图:

推荐加入zynq后,不要自动连接,再加入gpio并位宽设置为3,具体设置如下图:

GPIO设置好后,再点击上面的蓝色字体的自动连接,即可得到上面的连接,这样可以减少手动连接量。

最后vivado中连接如下图:

与EMIO类似需要将顶层三个GPIO管脚要绑定到芯片对应管脚上。

软件部分如下:

这里实现的功能与EMIO方式中功能相同,当时IP方式中为PL部分实现的GPIO,所以调用的函数与前面两种GPIO实现函数不同,注意包含的GPIO头文件,前两种是#include "xgpiops.h",而这最后一种为#include "xgpio.h"。

四、总结

MIO和EMIO方式使用PS部分的GPIO模块,其中MIO方式不占用PL部分资源,其输出管脚只能为固定的54个(而且要在未被其它外设使用的情况下),EMIO方式会占用PL的管脚资源,其管脚可在PL部分任意选择(除特殊功能管脚),IP方式除了占用PL部分管脚资源外还会占用PL部分逻辑资源,所以其GPIO功能在PL部分实现其调用函数也和前两种不同,最后EMIO和IP方式在vivado都需要绑定管脚

后续会持续更新,带来Vivado、 ISE、Quartus II 、candence等安装相关设计教程,学习资源、项目资源、好文推荐等,希望大侠持续关注。

大侠们,江湖偌大,继续闯荡,愿一切安好,有缘再见!

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