MicroBlaze软核开发（一）：Hello World

实现功能：使用 MicroBlaze软核 串口打印 Hello World

Vivado版本：2018.3

目录

MicroBlaze介绍

vivado部分：

一、新建工程

二、配置MicroBlaze

三、添加Uart串口IP

四、生成HDL文件编译

SDK部分：

一、导出硬件启动SDK

二、新建应用程序工程

三、烧录

四、串口测试

MicroBlaze介绍

        MicroBlaze 是由 Xilinx 开发的一种可配置的 32 位 RISC 软处理器内核，是用 Vivado 进行FPGA 设计时可调用的IP核。MicroBlaze 使得开发人员可以使用 C/C++、汇编语言或 RTL 设计语言进行开发。将 MicroBlaze 应用于 FPGA 的整体思路是结合软硬件各自的优点，通过灵活的设计、快速的原型制作以及高效的资源利用，更好地实现和管理复杂的嵌入式系统。

       举个例子，FPGA不同于Zynq：Zynq 集成了 ARM 处理器作为硬核，可软硬件同时开发。而FPGA没有硬核，因此可以将 MicroBlaze 作为软核，用 Vivado 进行 FPGA 部分设计，用 SDK 开发框架作为软件开发环境。通过这种方式实现硬件和软件的协同设计。

        

vivado部分：

一、新建工程

        （1）新建工程，命名为 MicroBlaze_base ，Next

       （2）选择RTL工程，Next

        （3）选择芯片型号

二、配置MicroBlaze

        （1）创建设计块，命名后点OK（本例用默认名）

        （2）点击添加按钮，搜索MicroBlaze，双击添加

        （3）添加后会发现试图内已加载MicroBlazed模块，点击“Run Block Automation”进行配置，因为没有外设存储器所以内部存储器选大一点64KB，其他默认点OK

        （4）双击时钟模块“clk_wiz_1”进行配置：配置时钟（根据开发板时钟频率设置，我的是100MHz），再将时钟设为“single单端时钟”(默认是差分)，将复位信号设置为“low低电平有效”，其他保持默认点OK

        （5）点击“自动布局”按钮，可将布局优化一下，看着清楚一点

        （6）添加时钟和复位管脚：

1：ctrl同时选中“clk_wiz_1”模块的时钟和复位信号输入脚后右键点击“Make External”添加管脚。

2：再将“rst_clk_wiz_1”模块的外部复位信号脚连接到“clk_wiz_1”的复位信号脚。

3：再点击自动布局(完成后如下图)。

三、添加Uart串口IP

        （1）点击添加ip，搜索“uart”，一般选择 AXI Uartlite，双击添加

        （2）配置 UART IP核：双击模块进行配置，时钟频率100MHz(要根据开发板设置)、波特率115200、8位数据位、无校验位。

        （3）点击 “运行自动连接”，全部勾选，会自动将uart管脚与MicroBlazed部分进行连接，再点击“自动布局”得到如下图二。

四、生成HDL文件编译

        （1）到src栏右键设计块，生成HDL包装文件，选择第二项进行生成。完成后会看见已经生成设计块的.v文件（如果后续对设计块有改动需要重新生成）

        （2）依次进行：Run Synthesis 综合、Run implementation 部署 

        （3）再配置管脚：需要配置的管脚如图所示，根据开发板情况自行配置

        （4）最后 Generate Bitstream 生成比特流文件   

SDK部分：

一、导出硬件启动SDK

       （1）导出硬件： “Export Hardware” 用于将设计中的硬件部分导出为一个可供其他工具（如 SDK 和 Vitis）或流程使用的硬件描述格式，按左图步骤，并注意勾选“Include bitstream包含比特流”导出硬件，右图启动SDK

       

        （2）启动SDK，保持默认点击OK。接下来将在SDK环境中进行软件部分的设计

         

二、新建应用程序工程

        （1）按照上面的步骤进入SDK后，自动加载相关文件

        （2）

1.新建 Application Project 应用程序工程。

2.将工程命名为 hello ，其他保持默认点击next。(默认c语言)

3.此时会提供工程模板，选择串口打印 hello world 的模板进行测试。（也可以生成空模板）

        （3）模板工程的.c文件位于hello工程的src目录下（helloworld.c），打开可以看到详细代码

三、烧录

        SDK左上方工具栏，点击烧录图标，选项保持默认点击烧录（也可以回到Vivado进行烧录）

四、串口测试

        （1）下方打开SDK终端，点击加号添加一个SDK自带的串口助手，选择窗口，设置波特率(需要和Vivado里面的uart IP的参数保持一致)，OK。

        （2）按照图示步骤运行应用程序工程 hello (也可以在.c文件中直接右键Run As运行）

        （3）成功运行后，SDK串口接受到了 FPGA 发送的 Hello World ，串口功能测试成功！到此，使用Vivado 进行 MicroBlaze 软核开发的基础介绍结束。