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jp fpga zynq arch
ZYNQ 上に RSD を実装する際のシステムアーキテクチャについて説明します. ここに書いてある内容は Xilinx Zynq-7000 向けです. このページでは,ZYNQ についての基本的な知識は省略しています. ZYNQ についての基本的な情報は 公式ドキュメント を参照してください.
おおまかに,ZYNQ は図のように ARM ハードプロセッサを中心に構成される非リコンフィギャラブルな PS (Processing System) 部と,FPGA を中心に構成されるリコンフィギャラブルな PL (Programmagle Logic) 部で構成されています.
RSD は PL 部に実装します.
特別なボードを除き,ZYNQ 搭載ボードにおける外部メモリ (DDR3 など) は PS 部に接続されており,PL 部から外部メモリには PS 部を介してアクセスする必要があります.
メモリアクセスを担当する axi4Memory モジュールについては,DRAM コントローラを参照してください.
axi4Memory の他に,PS 部の ARM プロセッサ上で動作するプログラムから RSD にアクセスするためのインターフェースを 2 種類実装しています.
Axi4LitePlToPsControlRegister は基本的に ARM が RSD からの出力を所得するため,Axi4LitePsToPlControlRegister は ARM から RSD にデータを送るために使用します.
どちらのモジュールも,PS 部 との通信には AXI4 Lite プロトコルで規定されたインターフェースを持つメモリマップドレジスタ (mmap regs) を利用します.
AXI4 とは,ARM が策定するバス用通信プロトコル です.
各モジュールの中について,mmap regs 以外のアーキテクチャは今後大幅に変更になる可能性があるため,ここでは言及しません
ARM 上で OS が動いていない場合は,これらのレジスタには物理アドレスを用いて直接アクセスします.
(例: Processor/Project/Vivado/Zedboard/project_src/run_simple.c)
一方,OS が動作している場合は物理アドレスは使えないため,UIO (Userspace I/O) ドライバでインストールされた /dev/uio* デバイスファイルをopen,mmap することでアクセスします.
/dev/uio1 が Axi4LitePlToPsControlRegister,/dev/uio2 が Axi4LitePsToPlControlRegister です.
Linux についての詳細は ZYNQ の PS 向けの Linux を参照してください.