ZYBO 2

ZYBOやVivadoの習熟のためにDigilentのサイトからzybo_base_system.zipをダウンロードし、使ってみた。

zipファイルを解凍すると、


zybo_base_systemというディレクトリ以下に展開された。

zybo_base_system直下は以下のようになっていた。

source/vivado/hw/zybo_bsdまで移動し、そこでvivadoを起動した。

vivadoはv2014.2を使っている。

zybo_base_systemのプロジェクトは古いバージョンのvivadoで生成されているので現行バージョンに更新せよというダイアログが出た。

OKボタンをクリックしたら、プロジェクトが更新された。

プロジェクトで使用されているXilinx IPも最新版への更新が必要なようだ。
IP Statusを見ると12種のIPのUpgradeが推奨されている。

Upgradeした。


Upgradeが完了したら、Block Diagramが表示された。

PS(Processing System)をダブルクリックしたら、PS部の詳細Diagramが表示された。この部分はワンチップマイコンと同じようなものなので、内蔵しているファンクションで使うものを選択し、その信号をどのピンに引き出すかの設定がメインのようである。 この設定はボード仕様（ZYBO）と整合しているものなので、今後もこの設定を使うことになる。



再度Block Diagramを見てみる

このプロジェクトはアナログVGA I/FとHDMI I/F用にそれぞれVDMAとDISPLAY CONTROLLERを実装しているようである。



合成とImplementationを実行した。

合成とImplementataionは上手く言ったが、合成に12分位かかった。
PL部はそれほど大きいデザインには見えないのだが。。。

クロック情報も見てみた。HDMIの系は100MHzと500MHzになっているので、解像度はSXGA相当のようだ。 厳密にはSXGAのドットクロックは108MHzなので108MHzと540MHzが必要な筈なので若干低めにしているようだ。
合成が終わったので、BSP(Board Support Package）生成用のハードウェア情報をExportした。


この操作を行うと、zybo_bsd.sdkというディレクトリ下にsystem_wrapper.hdfというファイルが生成された。 SDK (eclipse)でBSPを生成するときにこのファイルが読み込まれるようだ。

次にSDKを立ち上げる。




Hellow world（の文字列をコンソールに出す）プロジェクトを作ってみた。


Buildは通った。


これをDebugモードで動作させようとしたところ、ちょっとした問題が発生した。


このプロジェクトでのSTDOUTはUARTになっており、UARTはFT2232D(USB)経由でPCにつながっている。 私の環境（Linux Mint）の場合はデバイスファイル名はttyUSB1となっている。
そこで、SDKのTerminalをttyUSB1にしてそこに文字列が表示されることを期待した。


設定自体は出来たのだが、プログラムを実行したところSIGSEGVでSDKが落ちた。

どうもこのやり方だと上手く行かない。 Javaの環境に何かあるのかも知れない。
そこで、gtktermというターミナルソフトでやってみたら文字列が表示された。

ということで、Vivado→SDK→実行までの簡単な流れは習得できた。

my_FPGA_BOARD 13

先日公開したMY_FPGA_BOARDの設計データのFPGA実装例に、DVIとカメラの実装例を追加した。

http://www.hi-ho.ne.jp/bravo-fpga/

my_FPGA_BOARD 12 (カメラ基板の作成 ２）

カメラ用モジュールを含むシステムアーキテクチャは以下のようになった。

I2Cはカメラ（TCM8230MD）の設定を行うために必要である。

例の１件のタイミングエラーは相変わらずあるが、それ以外は問題無く合成できた。
リソース（SLICE）の使用率は53%であった。


動作確認


撮影した画像（左上）


さて、Communication Box （GPIB-IP）の作成から始まってずっとLattice MachXO2で遊んできたが、ここで一旦MachXO2は終わりにして次はZYBOで遊んでみようと思う。

my_FPGA_BOARD 11 (dvi_encの実装とカメラ基板の作成）

レベル変換基板をチップ部品を使って小型化した。




FPGAの中身の方はフレームバッファを組み込み、以下のようなアーキテクチャにした。


dvi_encはこれまでにSpartan3やSpartan6でも動作させている。その時に使用した画像データを今回も表示させてみた。


綺麗に表示されている。長時間表示させても表示が異常になることは無いので、信号レベルに問題無いと思われる。このレベル変換回路は、インターネットでLVTTL IOと抵抗を使ったDVIへのレベル変換回路を作成されている方のブログを見つけ、それをヒントにLVDS版を考えてみたのだが、後から調べたら、FPGAマガジンのNo.1にもこれとほぼ同じ回路（LVDS→DVI）が掲載されている記事があった。（p51,図２)

・カメラ基板
以前予備で購入しておいたVGAカメラ（TCM8230MD)が１個残っていたのでカメラ基板も作ることにした。



ちゃんと動作するかな？

・タイミングエラー
ところで、前回のブログでFPGAの合成結果で１箇所タイミングがMetしない箇所があると書いた。
そのタイミングエラーはまだ解決できていない。
以下のように325MHzの系で１箇所だけタイミングエラーが出ている。

そのエラーの詳細は以下の通りだ。

PT35AのIOLOGICについてエラーと言っているようだ。どうもFmaxの問題のような気もするのだが、それならばエラーが1箇所だけというのは解せない。

PT35Aは上記の通り112番ピンに割り当てていたのだが、試しに、PT25AとPT35Aのピン割り当てを入れ替えて見た。

この場合、１１２番ピンがPT25Aとなるのでタイミングエラー箇所はPT25Aになると思うのだが、不思議なことにPT35Aがタイミングエラーになる。


念の為、Physical Viewerで確認したが確かにPT35Aは122番ピンになっている。

・・・と言うことで、このエラーはどうも解せない。何が不味いんだろうか？？？
タイミングエラーは物理的な配線に対して出されるものだと思うのだが、これだと信号名に対して出されているように見える。。。実際の動作は問題無いことも相まって、うーむ。。。解せない。。