EMIO，不只是MIO的重复扩展

最新推荐文章于 2025-03-14 11:37:03 发布

abc_official

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文章标签： fpga开发

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/abc_official/article/details/131749263

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该文介绍了如何通过Zynq芯片的EMIO扩展引脚进行PS和PL之间的通信。在Vivado中配置EMIO为2位宽度，设计了一个Verilog模块包含异或和同或门，用于控制LED。在PS端，使用XGpioPs库函数通过EMIO设置GPIO方向和输出，实现LED的交替闪烁，验证了EMIO可作为自定义通信通道的功能。

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zynq的IO引脚中，除了直接与PS端连接的MIO外，也集成了EMIO。目前大多数的教程中，主要将EMIO作为引脚数量不够时MIO的数量扩展，EMIO本身接入到了PL中，可以作为PL的一部分。也就是说PS端和PL的通信除了通过AXI总线外，也可以通过EMIO完成自定义格式的通讯。

我们可以做一个简单的实验验证这个想法。

首先在vivado新建工程，首先选择使用的zynq的芯片型号，创建工程。创建模块设计，添加zynq ps的ip核。

在ps的ip核中，首先在外设引脚中，打开EMIO，然后设置EMIO位宽为2位，设置好使用的内存位宽和型号后。实验完全通过EMIO完成PS与PL端的互联，可以关闭AXI总线和时钟。

设置完成后，在模块设计中可以得到下图，运行绿色提示的自动设计，自动连接DDR内存和固定IO。

在PL端，设计了异或门和同或门，来驱动两个LED。verilog内容如下

`timescale 1ns / 1ps
module led(
        input [1:0] led_in,
        output [1:0] led_out
    );
assign led_out[0]=led_in[0]^led_in[1];
assign led_out[1]=~led_in[0]^led_in[1];    
endmodule

编写好Verilog后，拖入模块设计中，并连接到GPIO_0的输出端。将模块的输出设置为外部输出(make external)。完成后，右击.bd生成verilog并导出硬件。

在综合的原理图中，可以发现PS的IP核经过Verilog中设置的两个门电路后，输出到外部引脚。

根据原理图中的外部输出引脚名称，添加约束

之后进行综合和实现以及导出Bit流，最后导出硬件，记得要include bit流文件。

在vitis或者SDK中编辑PS软件部分，我采用的是vitis，新建工程，编写如下主函数

// --------------------------------------------------------------------
#include <stdio.h>
#include "xgpiops.h"
#include "xgpiops_hw.h"
#include "sleep.h"
#define EMIO1 54 //PL_LED1
#define EMIO2 55  //PL_LED2
#define input  0
#define output 1
XGpioPs Gpios;

int main()
{
    int Status;
     XGpioPs_Config *ConfigPtr;

     //初始化GPIO
     ConfigPtr = XGpioPs_LookupConfig(XPAR_XGPIOPS_0_DEVICE_ID);
     Status = XGpioPs_CfgInitialize(&Gpios, ConfigPtr,ConfigPtr->BaseAddr);
     if (Status != XST_SUCCESS){
         return XST_FAILURE;
     }
     //设置LED接口方向为输出
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpios,EMIO1,output);
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpios,EMIO2,output);
    //使能LED接口输出
    XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpios,EMIO1,1);
    XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpios,EMIO2,1);
    while(1)
    {
        XGpioPs_WritePin(&Gpios,EMIO1,0);
        XGpioPs_WritePin(&Gpios,EMIO2,1);
        sleep(1);
        XGpioPs_WritePin(&Gpios,EMIO1,1);
        XGpioPs_WritePin(&Gpios,EMIO2,1);
        sleep(1);
    }

    return XST_SUCCESS;
}

完成主函数的编写后，设置运行设置，烧录硬件。我采用JTAG烧录，设置system project debugger运行。