如何在zynq中调用并驱动vivado HLS生成的ip core

本文介绍了如何在Zynq平台上使用vivado HLS生成的IP核。首先,详细说明了创建vivado HLS工程的步骤,包括选择正确的芯片型号、设置接口和验证代码。接着,展示了在vivado block design中导入和配置自定义IP核的过程。最后,讲解了PS端如何驱动IP核,包括初始化、调用函数读取PL端数据的细节。

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        vivado HLS 为赛灵思开发的高层次综合工具,可实现直接使用 C,C++ 以及 System C 语言对Xilinx的FPGA器件进行编程。赛灵思官方给出了ug902文档,很详细的介绍了官方提供的各种库,以及HLS的使用方法。本文将介绍如何在zynq上使用vivado HLS生成的ip核。

一、创建一个vivado HLS工程

        具体的vivado HLS工程创建以及优化方法,可参考博客:https://blog.youkuaiyun.com/weixin_39290638/article/details/80228806

本文只作简要介绍。

        首先,在solution中一定要选择所使用的正确的芯片型号,本文所使用的芯片型号为xc7z020clg400-2,如图所示:

然后,确保top function正确:

 编写源码和test bench,设置好接口:

### Zynq FPGA上实现CPMG脉冲序列生成Zynq FPGA平台实现CPMG(Carr-Purcell-Meiboom-Gill)脉冲序列生成涉及硬件和软件两方面的工作。由于ZYNQ集成了ARM处理器与FPGA可编程逻辑,这使得能够灵活配置定时器、GPIO以及其他外设来完成特定功能[^1]。 对于CPMG脉冲序列而言,其核心在于精确控制射频信号的发生时间间隔以及相位关系。一种常见做法是在FPGA部分构建DDS(Direct Digital Synthesizer, 直接数字合成器),用于产生所需频率的正弦波形;同时利用PL(Programmable Logic)区域内的计数器模块配合外部DAC(Digital-to-Analog Converter)转换成模拟电压输出,从而形成连续变化的射频脉冲串。此外,在PS(Processing System)侧编写程序负责设置参数触发相应的操作流程。 具体实施步骤如下所示: #### 构建DDS IP核 为了简化设计过程,可以采用Vivado HLS工具创建自定义IP Core或者直接调用Xilinx官方提供的AXI DDS Compiler v6.0 IP核。该组件允许用户指定载波频率、幅度等属性,支持多通道同步工作模式。 ```tcl # 创建新的项目工程 create_project cpmg_gen ./cpmg_gen -part xc7z020clg484-1 # 添加必要的源文件路径 add_files {./src} # 设置顶层模块名称 set_top top_module # 配置解决方案选项 open_solution "solution1" set_part {xc7z020clg484-1} create_clock -period 10 -name default # 启动综合编译任务 csynth_design # 导出为独立IP包 export_ip_user_files -of_objects [get_ips my_ddc] -no_script -sync -force -quiet ``` #### 编写驱动代码 针对所选用的具体板卡型号,需开发相应接口函数以便于应用程序访问底层资源。这里假设已经安装好完整的SDK环境,则可通过调用API指令读取/修改寄存器状态值进而调整DDS输出特性。 ```cpp #include "xparameters.h" #include "xddsc.h" XDds_Config *Config; int Status; // 初始化DDSC实例对象 Status = XDds_Initialize(&DdsInstancePtr, XPAR_AXI_DDS_COMPILER_0_DEVICE_ID); if (Status != XST_SUCCESS){ return XST_FAILURE; } // 开启设备使能标志位 XDds_Enable(DdsInstancePtr); // 设定目标振荡周期数值 XDds_SetFrequency(DdsInstancePtr, TargetFreqency); ``` #### 控制脉冲发射顺序 最后一步就是规划整个实验过程中各个事件发生的先后次序。考虑到实际应用场景下可能存在多个不同类型的激励源交替作用的情况,因此建议引入状态机机制辅助管理复杂的交互逻辑。每当检测到预设条件达成时即刻发出新一轮命令给执行单元直至全部结束为止。
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