米联客-XILINX-H3_CZ08_7100] FPGA_AXI总线入门连载-06AXI-Lite-Master 读写 AXI-Lite

​ 软件版本：VIVADO2021.1
操作系统：WIN10 64bit
硬件平台：适用 XILINX A7/K7/Z7/ZU/KU 系列 FPGA
实验平台：米联客-MLK-H3-CZ08-7100开发板
板卡获取平台：https://milianke.tmall.com/
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1概述

基于前面5篇文章中5个实验，我们已经掌握了AXI4总线协议，现在我们编写一个自定义的AXI-Lite-Slave GPIO IP，并且用编写的AXI-Lite-Master IP对其进行仿真验证和上板验证。

本文实验目的：

1:修改VIVADO产生的saxi-lite- gpio模板，增加GPIO的定义

2:修改VIVADO产生的maxi-lite-gpio模板，增加对saxi-lite- gpio寄存器的读写操作。

3:进一步掌握基于vivado实现的ip的封装

2基于VIVADO的IP封装
2.1封装maxi_lite_gpioIP

这节课的源码文件已经编写好了，我们直接拿来使用。新建2个文件，把源码文件 maxi_lite_gpio.v和saxi_lite_gpio.v并且方便放入03_ip/maxi_lite文件夹和03_ip/saxi_lite文件夹。

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以创建自定义maxi_lite自定义为例，先创建一个空的创建IP所需要的fpga工程

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添加ip源码文件

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这里再次提醒是创建maxi_lite_gpio的ip至于saxi_lite_gpio的ip方法一样。

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源码后面再分析，暂时我们不分析源码，先完成IP的创建

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再tools菜单中找到Create and Package New IP

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新增IP编辑窗口

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参数接口

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信号接口

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完成IP打包

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2.2创建saxi_lite_gpioip

用同样的方法，创建saxi_lite_gpio

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3FPGA图形化编程

设置IP路径

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创建BD工程

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添加以上完成的maxi_lite_gpio和saxi_lite_gpio两个IP

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再添加虚拟IO用于观察数据

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完成连线

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编写顶层文件配套代码uisrc/01_rtl路径下有源码

1. `timescale 1ns / 1ns
   
2. module system_wrapper
   
3. (
   
4. input sysclk_p,
   
5. input sysclk_n,
   
6. input [1:0] btn,
   
7. output[1:0] led
   
8. );
   
9. wire  sysclk;
   
10. 
    
11. //对差分时钟采用 IBUFGDS IP 核去转换
    
12. IBUFGDS CLK_U(
    
13. .I(sysclk_p),
    
14. .IB(sysclk_n),
    
15. .O(sysclk)
    
16. );
    
17. 
    
18.   wire ARESETN;
    
19.   reg [7:0] rstn_cnt=0;
    
20.   always @(posedge sysclk)begin
    
21.     if(rstn_cnt[7]==1'b0)
    
22.         rstn_cnt <= rstn_cnt + 1'b1;
    
23.   end
    
24.   
    
25.   assign ARESETN = rstn_cnt[7];
    
26.    
    
27.   system system_i
    
28.        (.sysclk(sysclk),
    
29.         .ARESETN(rstn_cnt[7]),
    
30.         .btn(btn),
    
31.         .led(led));
    
32. endmodule

复制代码

4硬件电路分析

配套工程的 FPGA PIN 脚定义路径为 fpga_prj/uisrc/04_pin/ fpga_pin.xdc。

最后的set_property BITSTREAM.GENERAL.COMPRESS TRUE [current_design]是为了对fpga的bit进行压缩，减少bit大小，提高加载速度。

5硬件接线
1:USB-232 USB 数据线(我们已经知道开发板集成了USB 转串口芯片)接入电脑 USB 接口
2:接通电源和 JTAG
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6仿真文件

编写仿真文件，配套代码uisrc/02_sim路径下有源码

1. module axi_top_sim();
   
2. 
   
3. reg sysclk_p;
   
4. reg sysclk_n;
   
5. wire [1:0] btn = 2'b01;
   
6. wire [1:0] led;
   
7.    
   
8. system_wrapper system_wrapper_inst
   
9.     (
   
10.     .sysclk_p(sysclk_p),  
    
11.     .sysclk_n(sysclk_n),
    
12.     .btn(btn),
    
13.     .led(led)
    
14.     );
    
15.    
    
16. initial begin
    
17.    sysclk_p  <= 1'b0;   //系统时钟设置初值
    
18.    sysclk_n  <= 1'b1;
    
19.     #100;
    
20. end
    
21. 
    
22. always #5 sysclk_p = ~sysclk_p;
    
23. always #5 sysclk_n = ~sysclk_n;
    
24.       
    
25. endmodule

复制代码

7实验结果

为了加快仿真，可以把maxi_lite_gpio的IP源码中读写的间隔时间减少，如下图所示：

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maxi写入数据仿真   

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saxi读出数据仿真

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编译下载测试前，把TIME_SET改回到TIME_SET = 99999999，这样对于100M时钟每间隔500ms读写一次。   

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每次更改ip源码后，在Tcl Console中输入reset_project 对fpga工程进行复位

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然后根据提示单击下图中Refresh IP Catalog更新IP状态

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再单击Upgrade Selected

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最后编译产生bit文件下载到开发板测试。

在路径..\uisrc\06_doc路径有本实验的运行结果视频

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