7000 芯片Linux下的SPI接口与驱动配置
本文将介绍如何利用vivado和petalinux开发zynq7000系列芯片的spi外设接口。
开发环境：
vivado 2015.4
petalinux 2015.4
一、 硬件工程的搭建
1. 打开vivado开发环境，新建工程，并选择你所使用的芯片型号（本文使用xc7z045ffg900-2这款芯片）；
2. 点击“createblock design”创建一个新的工程桌布，在其中添加ip，将zynq7芯片ip添加进来；
图1 zynq7 ip
3. 双击zynq7芯片ip，点击界面左边的peripheral i/o pins对芯片的引脚进行配置，分别点击“quad spi flash”、“ethernet”、spi0最右边的“emio”和“uart1”对这些外设引脚进行使能；
图2 外设引脚配置
4. 打开“ddrconfiguration”页面，点击“ddr controller configuration”，然后点击下拉菜单，选择你所使用ddr类型，本文选用mt41j256m8 hx-15e这款ddr芯片，如图所示；
图3 ddr配置
5. ddr配置完成后，退出zynq配置界面，点击zynq7 ip中的spi引脚，选择相应的io端口，右键点击并选择make external将引脚向外引出。
图4 向外引出引脚
6. 所有spi相关引脚引出后，如下图所示，点击auto connetcion将ddr与fixed两个引脚引出；
图5 配置ddr和fixed引脚
7. 引脚配置完成后，在顶层文件中对zynq7这个ip进行例化，在“source”界面栏中双击顶层文件，打开硬件代码编辑器；
图6 顶层代码
8. 在右边的顶层.v代码中添加spi相关的端口和例化代码，添加的代码如下所示（由于本例中只使用到了spi的四个接口，因此在例化spi接口时，只用到了其中的四个，其它的悬空或直接输入高低电平）；
图7 添加接口和例化代码
9. 代码添加完成后，对工程进行综合（synthesis）和布局（implementation），综合和布局通过完成后，对管脚进行约束，点击“open implementation”打开布局结果，点击最上方的“windows”选中“i/o ports”,对spi的外部接口进行约束（根据原理图中接口的连接，选中对应的硬件管脚）；
图8 管脚约束
10. 管脚约束完成后，重新对工程进行implementation；
11. 最后点击“generatebitstream”生成bit文件；
12. 点击“file”—“export”——“export hardware”导出硬件工程；
二、 硬件工程的搭建
1. 在linux中，利用petalinux创建一个zynq工程；
2. 利用petalinux-config–get-hw-description命令将刚才vivado下所生成的硬件工程.hdf文件导入到软件工程中；
3. 利用petalinux-config–c kernel对内核进行裁剪，选中驱动中的spi驱动如图；
图9 勾选上spi驱动
4. 利用petalinux-build工具编译整个工程，然后利用petalinux-package生成boot.bin文件；
5. 利用硬件平台或qemu启动linux系统，即可在系统中看到spi驱动
图10 linux下的spi驱动
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1. 打开vivado开发环境，新建工程，并选择你所使用的芯片型号（本文使用xc7z045ffg900-2这款芯片）；
2. 点击“createblock design”创建一个新的工程桌布，在其中添加ip，将zynq7芯片ip添加进来；
图1 zynq7 ip
3. 双击zynq7芯片ip，点击界面左边的peripheral i/o pins对芯片的引脚进行配置，分别点击“quad spi flash”、“ethernet”、spi0最右边的“emio”和“uart1”对这些外设引脚进行使能；
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图3 ddr配置
5. ddr配置完成后，退出zynq配置界面，点击zynq7 ip中的spi引脚，选择相应的io端口，右键点击并选择make external将引脚向外引出。
图4 向外引出引脚
6. 所有spi相关引脚引出后，如下图所示，点击auto connetcion将ddr与fixed两个引脚引出；
图5 配置ddr和fixed引脚
7. 引脚配置完成后，在顶层文件中对zynq7这个ip进行例化，在“source”界面栏中双击顶层文件，打开硬件代码编辑器；
图6 顶层代码
8. 在右边的顶层.v代码中添加spi相关的端口和例化代码，添加的代码如下所示（由于本例中只使用到了spi的四个接口，因此在例化spi接口时，只用到了其中的四个，其它的悬空或直接输入高低电平）；
图7 添加接口和例化代码
9. 代码添加完成后，对工程进行综合（synthesis）和布局（implementation），综合和布局通过完成后，对管脚进行约束，点击“open implementation”打开布局结果，点击最上方的“windows”选中“i/o ports”,对spi的外部接口进行约束（根据原理图中接口的连接，选中对应的硬件管脚）；
图8 管脚约束
10. 管脚约束完成后，重新对工程进行implementation；
11. 最后点击“generatebitstream”生成bit文件；
12. 点击“file”—“export”——“export hardware”导出硬件工程；
二、 硬件工程的搭建
1. 在linux中，利用petalinux创建一个zynq工程；
2. 利用petalinux-config–get-hw-description命令将刚才vivado下所生成的硬件工程.hdf文件导入到软件工程中；
3. 利用petalinux-config–c kernel对内核进行裁剪，选中驱动中的spi驱动如图；
图9 勾选上spi驱动
4. 利用petalinux-build工具编译整个工程，然后利用petalinux-package生成boot.bin文件；
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