PYNQ-Z2调试笔记:如何定制PYNQ overlay(How to make a custom PYNQ overlay)(上)

本文详细介绍如何使用Vivado和VivadoHLS在PYNQ开发板上制作自定义Overlay,包括创建自定义IP核、设计Overlay及板上验证的全过程。

这篇博客主要介绍基于PYNQ开发板的自定义overlay的制作流程!


  1. 准备工作

  2. 制作流程

  3. 板上验证

1、准备工作

首先,用到的软件有Vivado和Vivado HLS,理论上版本无要求,高版本可以兼容低版本的工程。我这里用的是Vivado 2018.2和Vivado HLS 2018.2版本。还有就是参考官方指导手册:https://pynq.readthedocs.io/en/v2.5.1/overlay_design_methodology/overlay_tutorial.html

2、制作流程

第一部分:Create a custom IP(accelerator)

首先,打开Vivado HLS,点击Creat New Project,配置如下,因为我们要自定义一个相加器的IP核,然后封装成overlay,所以我给工程起名adder,路径如图,这个都可以自己设置。

然后点击Next,Top Function填add,点击New File创建一个新的adder.cpp文件。

然后再点击Next,选择芯片型号,也即开发板的芯片型号:xc

PYNQ-Z2 是一款基于 Xilinx Zynq SoC 的开发板,支持 Python 编程和硬件加速,适用于嵌入式系统开发和 FPGA 应用。开发者可以利用 PYNQ 框架进行高效的开发工作,该框架结合了 Ubuntu 和 Python,提供了丰富的开发资源和库支持 [^3]。 ### PYNQ-Z2 开发资源下载 1. **官方资源文件**: -PYNQ-Z2 官方仓库中,可以找到 PYNQ-Z2 板卡的必要文件和配置信息,适用于开发者在 PYNQ-Z2 上进行项目开发和实验。开发者需要根据需要下载并解压这些文件,然后参考 PYNQ-Z2 的官方文档进行开发和调试 [^1]。 2. **DPU Vivado 工程**: - 对于需要使用 DPU(深度学习处理单元)的开发者,可以下载 PYNQ-Z2 DPU1.4 Vivado 工程资源文件,文件名为“pynqz2-dpu1.4-v2019.1.zip”。该压缩文件包含 DPU 1.4 IP 核、创建硬件描述文件(bd)的 tcl 脚本文件,以及已经创建好的完整 Vivado 工程。开发者需要安装 Vivado2019.1 版本来打开和使用此工程 [^4]。 ### 开发环境搭建 在进行 PYNQ-Z2 开发之前,需要搭建适合的开发环境。这包括安装必要的软件,例如 Vivado HL WebPACK 版本、PYNQ 开发环境以及下载 PYNQ 固件到开发板上。此外,还需要配置 Jupyter Notebook 环境,以便于在 PYNQ 框架下进行交互式编程 [^2]。 ### 使用文档与支持 - **官方文档**:PYNQ-Z2 提供了详细的官方文档,帮助开发者了解如何使用开发板进行项目开发和实验。开发者在使用前应仔细阅读相关文档,确保文件的正确使用。 - **社区支持**:PYNQ 框架深受开发社区的喜爱,开发者可以在社区中找到丰富的资源和支持 [^3]。 ### 示例代码 以下是一个简单的 Python 代码示例,展示如何在 PYNQ-Z2 上运行基本的 Python 脚本: ```python # 示例代码:在 PYNQ-Z2 上运行简单的 Python 脚本 import time # 初始化 PYNQ 开发板 from pynq import Overlay overlay = Overlay("path_to_bitstream.bit") # 定义一个简单的函数 def simple_function(): start_time = time.time() print("Hello, PYNQ-Z2!") end_time = time.time() print(f"Execution time: {end_time - start_time} seconds") # 调用函数 simple_function() ``` ### 相关问题 1. 如何在 PYNQ-Z2 上安装和配置 Jupyter Notebook? 2. PYNQ-Z2 支持哪些 Python 库和工具? 3. 如何在 PYNQ-Z2 上使用 DPU 进行深度学习推理? 4. PYNQ-Z2 的硬件加速功能如何实现? 5. 如何在 PYNQ-Z2 上部署和运行自定义的 FPGA 设计?
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