在 AXI 基礎第 6 講 - Vitis HLS 中的 AXI4-Lite 簡介中，使用 C 語言在 HLS 中創建包含 AXI4-Lite 接口的 IP。

在本篇博文中，我們將學習如何導出 IP 以供在 Vivado Design Suite 中使用、如何將其連接到其它 IP 核與處理器以及如何在板上運行工程。

本篇博文將分為 3 個部分：

1. 從 Vitis HLS 導出 IP。

2. 使用Vivado Design Suite創建硬件。

3. 在Vitis 統一軟件平臺中編寫軟件并在板上運行。

1. 導出 IP

在AXI 基礎第 6 講 - Vitis HLS 中的 AXI4-Lite 簡介中（AXI 第六講請回復本公眾號AXI 獲得），我們創建了 1 個包含 AXI4-Lite 接口的 IP。如果要把新 IP 連接到任何其它 IP 或者連接到 PS，則首先需要將軟件代碼綜合成 RTL（即，將其轉換為硬件）。隨后，我們就可以將 RTL IP 導出到 Vivado Design Suite，以便在其中將其連接到其它 IP 核或者連接到 PS。

1.1. 按如下所示編輯代碼，然后保存。

int example(char *a, char *b, char *c)

{

#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=a bundle=BUS_A

#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=b bundle=BUS_A

#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=c bundle=BUS_A

#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=return bundle=BUS_A

 

 

  *c += *a + *b;

  int result = 0;

  result = *c;

 

  return result;

}

1.2. 鑒于我們將在板上運行此代碼，因此需要將綜合設置更改為對應于可用的開發板的設置。

我這里選擇的是 Zynq UltraScale+ ZCU106 評估板。要更改所使用的開發板，請轉至“解決方案 (Solution) -> 解決方案設置 (Solution Settings) -> 綜合設置 (Synthesis Settings)”，然后選擇如下所示高亮的“...”即可選擇可用的開發板。

1.3. 選擇屏幕頂部的綠色運行按鈕 即可運行 C 語言綜合。這樣即可將代碼轉換為 RTL：

1.4. 完成綜合后，您可選擇“導出 RTL (ExportRTL)”工具欄按鈕，或者也可以單擊“解決方案 (Solution) -> 導出 RTL (Export RTL)”以打開“Export RTL”對話框。

1.5. 打開的對話框應如下截屏所示。

本文包含有關所有可用選項的詳細解釋。

• 選擇“配置 (configuration)”選項，為新 RTL IP 添加詳細信息。將顯示名稱更改為“Example”，然后選擇“確定 (OK)”。當您在 Vivado Design Suite 中打開自己的 IP 時，將顯示此名稱。
• 選擇“瀏覽 (Browse)”按鈕以選擇 Vivado IP (.zip) 文件的輸出位置及其名稱。輸出的 ZIP 文件將包含您的 RTL IP，您可將其導入 Vivado Design Suite。

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1.6. 等待工具完成導出，然后打開 Vivado Design Suite。選擇“創建新工程”選項：

1.7. 對于后續所有其它步驟，請選擇“下一步 (Next)”。選擇器件時，請務必選擇您在創建工程時所選的器件。如果您不確定，可在 Vitis HLS 中的“解決方案設置 (solution settings) -> 綜合設置 (synthesis settings)”下找到該器件。如果您選擇其它器件，那么將您的 IP 導入 Vivado Design Suite 時可能會出現問題。

最后，選擇“完成 (Finish)”以打開空工程。

1.8. 要使用 Vivado 工程中生成的 IP，首先必須將新 IP 存儲庫添加到 Vivado 工程中。此處所示文件夾包含從 Vitis HLS 導出的 .zip 文件。要添加存儲庫，請選擇“設置 (Settings) -> IP -> 存儲庫 (Repository)”。選擇 + 按鈕并在 Vitis HLS 中選擇 IP 導出的位置（即，以上第 6 步）。

選擇位于對話框底部的“應用 (Apply)”按鈕，然后選擇“確定 (OK)”。

1.9. 選擇 IP 目錄 (Select IP Catalog)。現在，您的新存儲庫應已顯示在目錄中。

如已成功導入 IP，那么詳細信息窗口中所列出的 IP 數量應為“1”。

注：如果列出的 IP 數量為 0，那么您可右鍵單擊自己的新存儲庫并選擇“將 IP 添加到存儲庫中 (Add IP to Repository)”。選擇您從 Vitis HLS 導出的 ZIP 文件。隨后，存儲庫中的 IP 數量應已顯示為“1”。如果未顯示正確數量，請檢查您在 Vitis HLS 中所選的板/器件與您在 Vivado 中所使用的是否相同，否則，則表示您的 IP 可能不兼容。

1.10. 在 Flow Navigator 中，選擇“創建模塊設計 (Create Block Design)”。

在顯示的選項卡中，選擇 + 按鈕并搜索您在第 6 步中在 Vitis HLS 中指定的 IP 名稱（即，Example）。

祝賀您！您已成功創建了 IP、將其從 Vitis HLS 導出并已添加到 Vivado Design Suite 中的模塊設計中。

單擊 s_axi_BUS_A 旁的 + 按鈕即可展開端口。如需獲取更多相關信息，請參閱 (PG155 )中的 “端口描述”。https://www.xilinx.com/support/documentation/ip_documentation/axi_lite_i...

2. 創建硬件

您可能會想要連接到 PS 以便充分利用其功能。添加 PS IP（如 ZCU106 評估板上提供的 Zynq UltraScale+ MPSoC IP）即可支持您執行此操作。如需獲取有關 Zynq UltraScale+ MPSoC IP 的更多信息，請參閱：https://china.xilinx.com/content/xilinx/en/products/intellectual-propert...

2.1. 將 Zynq UltraScale+ MPSoC IP 添加到模塊框圖中。添加完成后，將在屏幕頂部出現一條提示信息。選擇“運行自動連接功能 (Run Connection Automation)”。

2.2. 這樣即可得到如下圖示。或者，您可為此 IP 手動添加所有器件，并如該圖所示連接這些器件。這樣即可得到如下圖示：

2.3. 右鍵單擊“源 (Source)”選項卡下的.bd 以創建 HDL 封裝器 (wrapper)。運行綜合、運行實現，然后生成比特流。下一步，選擇“文件 (File) -> 導出 (Export) -> 導出硬件 (Export Hardware)”。請務必選中包含比特流的選項，并記下所選導出位置。這樣即可創建包含所有硬件信息的 XSA 文件。現在，您可以關閉 Vivado。

3. 編寫軟件

鑒于您的硬件已完成創建并導出，我們需要編寫軟件以向硬件提供操作指示。我們將在Vitis中編寫軟件。您將需要從賽靈思網站下載 Vitis Core 開發套件（查閱：https://china.xilinx.com/support/download/index.html/content/xilinx/en/d... ）。

3.1. 打開 Vitis。在打開的菜單中，選擇“創建平臺工程 (Create Platform Project)”。這將生成工程基本信息，我們將在其中添加硬件信息（XSA 文件）并編寫一些軟件定義。出現提示時，請選中“從 XSA 文件創建 (create from XSA file)”選項。隨后，我們需要選擇以上步驟 2.3 中的 XSA 文件導出位置。繼續完成其它設置，最后單擊“完成 (Finish)”。

3.2. 下一步，我們需要創建包含軟件的應用工程。它將基于我們的平臺工程，因此其中包含我們的硬件信息，并且我們需要使用該應用工程在目標板上運行應用。選擇“文件 (File) -> 新建 (New) -> 新建應用工程 (New Application Project)”。

3.3. 出現提示時，選中“選擇存儲庫中的平臺 (Select a platform from arepository)”選項。選擇步驟 3.1 中創建的平臺工程，然后單擊“下一步 (Next)”。

3.4. 選擇 Hello World 模板，然后單擊“完成 (Finish)”。

3.5. 現在，Hello World 代碼會顯示在/src/helloworld.c下。為了執行完整性檢查，我們將通過 JTAG 把示例下載到板上，并使用 UART 終端查看 printf 信息。

為此，請連接目標板，并打開終端仿真器軟件（例如，Tera Term）以讀取輸出消息。如果您不知曉如何執行此操作，請參閱板相關的用戶指南。 編譯并運行程序。正確完成此操作后，您應可在 Tera Term 中看到 Hello World 打印信息。

3.6. 現在，確認板已正確連接后，下一步即可創建使用 HLS IP 的代碼。從Vitis_Code.c復制代碼（隨附于本教程）并將其粘貼到 helloworld.c 中，替換原有 helloworld 代碼。

保存，然后重新編譯并運行軟件。這次 Tera Term 會提示您提供 2 項輸入：A 和 B，這 2 項將作為輸入一并傳遞給 HLS IP 中，并顯示結果。

注：由于在 Vitis HLS 中，A 和 B 已定義為“char”類型，因此輸入的值上限為 127。

示例代碼使用由 Vitis 自動創建的函數，因此開發非常便捷。

在名為X.h的文件中以及在
/hw/drivers//src 下可找到所使用的函數。

如需獲取有關這些函數的詳細信息，請參閱：https://china.xilinx.com/html_docs/xilinx2020_1/vitis_doc/axi4liteslavec... 。請查看此文件以及該文件夾中的其它相關文件。您可通過編輯這些文件來進一步控制自己的 IP 以及執行中斷編程等操作。

其它學習資料：

祝賀您

現在，您已在 Vitis HLS 中通過 AXI-Lite 接口創建了自己的 IP，并已將其連接到 PS。

如需了解有關 AXI 第一講到第六講的更多信息，請私信本公眾號回復 AXI 參閱本系列其它教程。

　　審核編輯：湯梓紅