2015年8月16日日曜日

世界最小クラスかも知れないFPGAボード 8 (CAN IPを実装してみる 4)

ZYBO側の基板も出来た。


ZYNQでCANを使うためのデザインを作った。今回はPL側は使用せずPS側だけを使う。
久しぶりにvivadoを使うので、過去のデザインを流用するのではなく、使い方の復習を兼ねて最初から作成してみた。




最初から、とは言いつつ、私のVivado環境はZYBOのボードが選択出来るように細工してある(http://bravo-fpga.blogspot.jp/2014/10/zybo-6.html)ので、ここではZYBOボードを選択する。

IPインテグレータでブロックデザインをする。

PL部は使わないので配置するのはZYNQ7 Processing Systemのみだ。


CAN0を使えるようにする。

IO PeripheralsのCAN 0をクリックするとMIO Configuration画面が開いた。

CAN 0にチェックを入れた。使用するMIOは10,11にした。クロックは内部のリファレンスクロックを使うのでMIO CLKにはチェックを入れていない。

次にClock Configuration画面でCAN CLKの周波数を24MHzに設定した。


PLを使わないのでPL Fabric Clockは全てチェックを外した。

DMAやHP Slave AXI Interface、GP Master AXI Interfaceもチェックを外した。



すると、こんなにスッキリしたデザインになった。



ブロックデザインの生成ができたらラッパーモジュールを生成する。


生成できたら、合成した。
PL部は使っていないので実際は回路はなにも生成されない。

HardwareをExportしてSDKを立ち上げる。




プロジェクトを一つ作成した。



まず、このデザインがちゃんと動作するか確認したかったのでPS側のGPIOに接続されているLEDを点滅するプログラムを書いて動かしてみた。


大丈夫そうだ。
いよいよCANのプログラムに入る訳だが、system.mssをみるとCANの例題プログラムがあるようなので、見てみることにした。


このプログラムは診断用プログラムで、CANをループバックモードで1回だけ動作させていた。ビットレートは40Kbpsだ。
このプログラムをノーマルモードの1Mbpsで動作するように改造して動かしてみた。
CAN busの信号波形を確認したところ信号が出ていた。

ZYNQ側は、CANを動かすのはとても簡単にできそうだ。

と言うことで、自作IPの基板側との通信の確認に着手した。
ここからはXilinxとLatticeの開発ツール両方を使いながらの作業になる。

まず、Zynq側から自作IP側へPWMを設定するフレームを送信してみているのだが反応しない。
Zynqからの送信信号は受信モジュールまでは到達しているのだが、ACKやエラー等を一切返さない。どうもステートマシンがどこかで止まってしまっているようだ。
シミュレーションでは動作しているのだが・・・


そこで、今度は自作IP側から一定周期でフレームを送信するようにして動作するかを見てみたが、こちらもRTLシミュレーションでは動作するが実機では全く動作しない。RTLのバグにしては有り得ない現象なので、iCEcube2が生成したネットリストでSDFはアノテートせずにゲートシミュレーションをしてみたところCAN部が全く動作していないことが判った。どうも論理合成が正しく行われていない気がする。 ICEcube2では論理合成エンジンとしてSynplifyとLSEのどちらかを選択できるようになっていて、今まではLSEの方で合成をしていた。 これを、Synplifyに変えて合成し、生成されたネットリストでゲートシミュレーションを実行してみた。

結果は、CAN部は動作した。
こちらは、同じRTLをLSEで合成したネットリストでのシミュレーション結果だ。

LSEの場合には何か設定が必要なんだろうか????
また、SynplifyではCAN部が動作する回路が生成されてはいるが他に問題がある。上記波形でI2C_SDAが不定となっている。ネットリストを確認したところ、トライステートバッファの接続が不完全になっていた。Synplifyだとトライステートバッファの回路が旨く生成されず、LSEだとCANの回路がまともに生成されない・・・ うーむ。記述の仕方が悪いのかな???

取り敢えず、I2C_SDAの部分は置いといてSynplifyで合成して出来上がったビットマップファイルを実デバイスに流し込んで動作を見てみたところ、送信信号が出力された。


ということで、合成エンジンはSynplifyを使うことにして、トライステートバッファの件の解決策があるか試行錯誤してみようと思う。

0 件のコメント:

コメントを投稿

自作CPUで遊ぶ 25

まだ制御ソフトが完成していないので今まではスピンドルを移動するために一々簡単なプログラムを書いて移動させていたのだが、非常に面倒なのでCNCペンダント的なものを作ることにした。 右側の縦に2つ並んでいるスイッチ...