Atlys FPGA开发板评测（二） LED灯, FLASH, 开发, 程序, 接口

pengpengpang

由 技术编辑 于 星期三, 01/23/2013 - 17:06 发表

自检程序
AtlysFPGA开发板在出厂时已经将Demo程序烧录到SPI FLASH ROM中，该Demo程序能对开发板上大部分模块和接口进行测试。上电配置FPGA后，一个bitmap图像文件从FLASH传送到DDR2 SDRAM中，然后通过HDMI J2输出口输出图像。8个开关控制8个LED灯，6个按钮按下时将在音频输出口Line_out和HP_out输出不同声波声音。
当然要学习使用Xilinx FPGA设计必须要安装它的开发工具ISE Design Suite，可以到Xilinx官网下载，目前最新的版本为13.3。
Digilent公司也提供了一个非常不错的调试工具Adept，小巧实用，使用非常方便，下载程序很快，搭配起ISE调试不错，Xilinx的ISE软件太耗资源。Adept可以到Digilent网站下载，安装简单。还可以下载插件plugin for xilinx，这样Xilinx的工具可以直接通过USB线来编程配置FPGA。

软件准备工作完了后，我们先试试Atlys FPGA开发板的自检程序。根据自检程序的功能，要准备一个HDMI输出线，接Atlys的那一端必须是HDMI A型接口（母口），这里用了一根HDMI转DVI接口的数据线，为了接上液晶显示器（没有HDMI接口）。

一个耳机或者音箱接到音频的输出。自检程序没有串口监视，可以先不管USB-UART接口。
连接好线路，Micro USB线连到计算机，电源适配器连接好，音频、视频输出都连接好。

Atlys上有很多蓝色小跳线帽，可以先不管其他跳线帽怎么连接，JP11的跳线帽要断开，这样才能FPGA在上电后进入SPI配置模式。

将电源开关拨到ON，绿色电源指示灯，过了一秒左右FPGA DONE指示灯（LD14）变亮，表示此时FPGA配置工作完成，程序已经加载完毕。

再过了2~3秒左右可以看到8个用户LED会闪一下，而显示器上出现条纹码图像，说明FPGA程序运行正常了。

耳机接入Line_out（绿色），按下6个不同按钮时会发出不同的声音。如果把耳机接到HP_out（黑色）口，也能听到声音，而且明显比Line_out输出的声音大，HP_out口的输出音频明显经过了放大处理。

Atlys运行几分钟后，如果把手放到FPGA的散热快上面，明显可以感觉到温度升高，FPGA发热蛮大，这还是只运行了Demo程序，如果FPGA逻辑完全利用起来发热量估计很客观，难怪Digilent会加装一个散热快。
ADEPT
如果上电FPGA没有配置成功，SPI FLASH里的程序不正确时，可以重新烧录FPGA的程序，首先下载目标文件.bin，打开Adept软件，Adept可以自动识别连接的开发板，在Flash菜单下，可以选择加载bin文件。

下载程序到flash中时间稍长，因为是串行SPI接口。
完成后重新上电，FPGA配置运行正常。
Adept软件专门针对Digilent FPGA开发板的一个调试软件，有些功能非常方便。在Config菜单下可以直接配置.bit或者.svvf文件到FPGA中，因为文件直接配置FPGA，下载速度很快，这种一般用在调试的时候。

在TEST菜单下可以对存储器和GPIO（开关、按键）做个简单测试，选择测试按钮Adept会将测试程序先下载到FPGA，然后可以测试一些接口。

Adept还有一些调试功能，不过需要FPGA程序包括特定模块功能才能实现，以后再介绍。
程序源码
Atlys FPGA开发板的自检程序目标文件.bin文件可以从网上下载，同时也可以在网上下载自检程序的工程文件源码。Digilent提供了Xilinx EDK下的工程文件，不过其版本是12.2的，而目前ISE Design Suite最新版本是13.3，所以使用自检程序的EDK工程文件，部分IP核需要升级。
解压下载的实例，用Xilinx软件下的Xilinx Paltform Studio打开顶层文件system.xmp，会弹出窗口告知IP核需要升级的wizard。

按照软件的Wizard执行，上图可以看出部分IP核的升级可以有软件自动完成，但是有些IP核的功能有比较大的变化，不在向上兼容，必须要手动更改。如下黄色三角感叹号标志的IP核说明必须手动更改。

删除旧的IP核，然后在IP目录下添加新的版本IP，此时MHS文件被自动更改，IP的端口连接和内部总线需要手动添加。因为IP升级但是端口和总线连接没有改变，可以根据备份的MHS文件来修改。

修改完成后，选择Hardware->Generate Bitstream编译项目，Xilinx EDK的编译过程很慢，将近花了半个小时才完成，需要耐心等该啊。
如果没有错误，选择Project->Export Hardware Design to SDK...，弹出窗口启动软件环境SDK。

下载的实例文件中也包含了软件测试程序。新建立一个软件的工程导入测试程序的源码进行编译。

编译完成后选择Xilinx Tools->Program FPGA将下载程序到开发板FPGA中，开发板运行结果与自检程序效果一样。

小结
运行了Atlys FPGA开发板的自己按测试程序，通过Adept软件下载调试FPGA开发板。将Atlys FPGA开发板的自检程序EDK工程由12.2版本升级到新的13.2版本，Spartan6 LX45的资源比LX15芯片大很多，工程编译时要花很长时间，大量时间花在软件编译上。Atlys FPGA开发板的自检程序测试了大部分设备，尤其是视频和音频部分，下一步将介绍开发板上外设的使用。
来源：爱板网