Xilinx AXI4 BRAM controller的应用

软件平台：vivado+sdk

硬件平台：zynq (zedboard)

话不多说，先上电路：

这里用到了zynq、Axi BRAM Controller 和一个Block RAM.为了在板上验证，右边添加了一个从PortB读并显示在LED灯上的小模块 bram_led 。

bram_led的代码比较粗糙，具体的分频数可根据fclk_clk2的配置自行确定。这里设置的50M，因此led灯每1s会随读取到的bram内容变化一次。

附bram_led代码：

module bram_led
(
    i_clk,
    i_rst_n,
    i_data,
    o_addr,
    o_led
);
    parameter ADDR_WIDTH  = 15;
    parameter DATA_WIDTH  = 32;
    parameter COUNTER_WIDTH = 26;
    parameter CLK_COUNTER = 50000000;
    input wire i_clk;
    input wire i_rst_n;
    input wire [DATA_WIDTH - 1 :0] i_data;
    output reg [ADDR_WIDTH - 1 : 0] o_addr;
    output reg [7:0]  o_led;
    
    reg[COUNTER_WIDTH - 1 : 0] count;
    
    
    always@(posedge i_clk or negedge i_rst_n) begin
        if( !i_rst_n ) begin
            count <= 26'h0;
        end else if(count == CLK_COUNTER)begin
            count <= 26'h0;
        end else begin
            count <= count + 4'h4;
        end
        
    end
    
    
    always@(posedge i_clk or negedge i_rst_n) begin
        if( !i_rst_n ) begin
            o_addr <= 32'h00;
        end else if(count == CLK_COUNTER) begin
            o_addr <= o_addr + 4'd1;
        end else begin
            o_addr <= o_addr;
        end
        
    end
    
    always@(posedge i_clk or negedge i_rst_n) begin
        if( !i_rst_n ) begin
            o_led <= 8'h00; 
        end else if(count == CLK_COUNTER) begin
            o_led <= i_data;
        end else begin
            o_led <= o_led;
        end
    end
    
 endmodule

AXI互联的逻辑是自动连线得到的。这样就可以通过zynq上的ARM硬核像访问内存一样访问BRAM了。

在address editor中可以配置axi bram controller的地址，这里直接采用默认的。

生成product 并且 建立hdl wapper之后，把enb直接拉到高电平，表示一直有效。

综合，实现，生成bit流并且导出到edk。可以看到我们刚才配置的bram-controller的地址：

建立一个helloword的standalone工程，输入以下初始化RAM的C代码：

/******************************************************************************
*
* Copyright (C) 2009 - 2014 Xilinx, Inc.  All rights reserved.
*
* Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
* of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
* in the Software without restriction, including without limitation the rights
* to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
* copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
* furnished to do so, subject to the following conditions:
*
* The above copyright notice and this permission notice shall be included in
* all copies or substantial portions of the Software.
*
* Use of the Software is limited solely to applications:
* (a) running on a Xilinx device, or
* (b) that interact with a Xilinx device through a bus or interconnect.
*
* THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
* IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
* FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
* XILINX  BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY,
* WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF
* OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
* SOFTWARE.
*
* Except as contained in this notice, the name of the Xilinx shall not be used
* in advertising or otherwise to promote the sale, use or other dealings in
* this Software without prior written authorization from Xilinx.
*
******************************************************************************/
 
/*
 * helloworld.c: simple test application
 *
 * This application configures UART 16550 to baud rate 9600.
 * PS7 UART (Zynq) is not initialized by this application, since
 * bootrom/bsp configures it to baud rate 115200
 *
 * ------------------------------------------------
 * | UART TYPE   BAUD RATE                        |
 * ------------------------------------------------
 *   uartns550   9600
 *   uartlite    Configurable only in HW design
 *   ps7_uart    115200 (configured by bootrom/bsp)
 */
 
#include <stdio.h>
#include "platform.h"
#include "xil_io.h"//包含Xil_Out32函数
#include "sleep.h" //包含sleep函数
#define bram_base_addr 0x40000000 //基地址
int main()
{
        u32 bram_offset_addr = 0x000000; //偏移地址
        u32 bram_data = 0x00000001; //写入的数据
 
        u32 data_read = 0;
    while(1)
    {
            while(bram_offset_addr <= 0x1fff)
            {
                        Xil_Out32(bram_base_addr + bram_offset_addr, bram_data);
                        bram_data = bram_data << 1;
                        if(bram_data == 0x100)
                        {
                                bram_data = 0x00000001;
                        }
                        bram_offset_addr += 0x04;
            }
            xil_printf("Write OK. Starting read...\r\n");
            bram_offset_addr = 0;
            while(bram_offset_addr <= 0x1ff)
            {
                        data_read = Xil_In32(bram_base_addr + bram_offset_addr);
                        //xil_printf("0X%08X\r\n", data_read);
                        bram_offset_addr += 0x04;
            }
            while(1);
    }
    return 0;
}

然后选择tools--program fpga, 配置好fpga后，再点击绿色运行按钮(launch on hardware)运行裸机程序。

可以在串口看到打印的消息：

如果不出意外的话，就可以看到led闪烁的效果了！

PS：运行裸机程序一定要把板子配置成在线调试模式，zedboard上面的五个调帽全打到0上即可。 下面给出具体的配置。