ZYNQ7010 PL端EMIO映射到PS串口1操作指南

ZYNQ是Xilinx公司推出的一款将ARM处理器与FPGA集成在单个芯片上的产品系列，ZYNQ7010属于ZYNQ-7000系列，其中包含了双核ARM Cortex-A9处理器以及丰富的FPGA资源。在ZYNQ架构中，PS（Processing System）指的是集成的处理器系统，而PL（Programmable Logic）指的是用户可编程的FPGA部分。EMIO（Extended Multiplexed Input Output）是一种扩展的多路复用输入输出功能，使得PL端的信号可以通过MIO（Multiplexed I/O）引脚映射到PS端，以实现更多的功能。 在本例中，需要将ZYNQ的EMIO映射到PS端的串口1上，并使用PL端的资源来驱动这个串口，以实现Helloworld的连续打印。这通常在裸机环境下进行，意味着是在没有操作系统参与的情况下操作硬件。 1. **EMIO的作用**：在ZYNQ平台上，PS端的MIO数量是有限的，而EMIO的作用就是允许用户扩展更多的信号接口，让PL端的逻辑能通过EMIO与PS端的外设接口进行交互。EMIO的使用可以大幅扩展系统的I/O能力。 2. **ZYNQ7010的PS与PL端接口**：ZYNQ7010的PS端提供了多个硬件接口，包括GPIO、UART、SPI等。通常情况下，UART（通用异步收发传输器）接口用于串行通信，本例中就是将串口1的信号通过EMIO引脚映射到PL端，再由PL端逻辑控制。 3. **实现EMIO到串口的映射**：要将EMIO映射到PS端的串口1上，首先需要在ZYNQ的PS端进行相应的配置。这通常需要通过Xilinx提供的工具（如Vivado）来设置约束文件，定义EMIO与PS端外设之间的连接关系。在本例描述中，EMIO被定义为T19和R19，这很可能是对应的发送（Transmit, T）和接收（Receive, R）信号。 4. **编写例程**：编写裸机例程来使用PL端的EMIO驱动PS端的串口1。这通常涉及到编写汇编或C语言程序，直接操作处理器的寄存器来控制硬件。例程会通过初始化串口参数（如波特率、数据位、停止位等），然后进入一个循环，不断通过EMIO发送数据到PS端的串口1，实现Helloworld的连续打印。 5. **约束文件**：约束文件（如XDC文件）是Xilinx设计工具中用来定义FPGA引脚分配、时序约束等的重要文件。在本例中，约束文件会定义PL端的EMIO与PS端的串口1之间的物理连接关系，使得PL端的逻辑能够正确地与PS端通信。这对于实现硬件功能至关重要。 6. **ZYNQ7010的PS端串口1**：PS端串口1是ZYNQ7010处理器集成的串口之一，具备基本的串行通信功能。在没有操作系统参与的情况下，可以直接通过操作PS端的寄存器来控制串口的发送和接收操作。 7. **PL端的设计**：在FPGA内部，需要设计相应的逻辑来驱动EMIO。这可能是通过编写Verilog或VHDL代码实现，然后通过综合工具生成相应的位流文件下载到FPGA中。设计时要确保逻辑的正确性，满足信号的时序要求，并且与PS端的串口1正确对接。 8. **调试与验证**：在完成了以上步骤之后，需要通过Xilinx提供的工具或其它硬件调试工具来下载程序到ZYNQ板上，并通过串口调试助手等软件工具来验证程序运行的结果，确保Helloworld能够按预期打印出来。 总结，本例题涉及到的核心知识点包括ZYNQ平台的架构，特别是PS和PL端的交互，EMIO的使用方法以及裸机编程技巧。这些知识点对于开发基于ZYNQ的嵌入式系统至关重要。同时，对于初学者而言，这也是一个深入了解ZYNQ平台，以及ARM处理器与FPGA协同工作方式的实例。