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【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        zynq上面的定时器有两种，一种是cpu这种，也就是之前所说的scutimer，还有一种就是ttc定时器。前者多用于os中断，或者是高精度定时器场合。后者就是用于一般的应用开发，比如一般的定时器开发，或者是pwm开发等等。今天，我们就来学习下ttc定时器怎么用。

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        嵌入式开发过程中，时常会需要和上位机通信。目前用到上位机的场景很多，比如说监控，比如说标定等等。实际通信方式上面，方法也不少，比如说232、485、usb和网络通信等等。其中最简单的方式，还是串口。

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        zynq即使作为裸机使用，其实也是非常方便的。之前我们开发tf卡的时候，sdk本身除了提供了底层的驱动之外，还准备了xliffs文件系统，也就是fatfs的变型版本。这就意味着如果tf卡插入到卡槽里面，我们就可以直接读写里面的文件了。当然，不仅仅是fs，zynq本身还移植好了rtos，即开源的freertos，使用上面还是非常方便的。今天就来看看freertos怎么使用，为后面的使用

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        实际开发中，我们还是希望有一部分工作是放到PL上面去做的，比如说低效率的io工作，或者是算法类的工作。但是这类工作做完之后，怎么告诉ps呢？这里面就有两种办法，一种是寄存器读取，也就是ps轮询的办法；还有一种就是中断的方法，整理上来说，中断的方法要比轮询的方法效率高很多，但前提是中断也不能过于频繁。

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        大多数同学编写代码的时候，都喜欢用串口打印调试的方法来解决问题，这一点无可厚非。对于比较简单的bug，还是比较实用的。就是实际操作的时候稍微麻烦一点。但是对于比较复杂的bug，如果还是采用串口打印的方法，就显得效率比较低，而且未必可以短时间发现bug的root cause是什么。zynq作为soc芯片，本身用jtag不仅可以支持fpga烧入、flash烧入，还支持代码调试，这也是jt

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        关于存储，前面我们谈到了flash，也就是norflash。并且在norflash上面，我们可以烧入BOOT.bin，这样就可以完成烧入镜像的工作。但是flash本身的存储空间一般不大，没有办法存储更多的数据。而zynq上面除了qspi接口之外，还有sd0、sd1接口，就非常适合用来进行tf卡的驱动和fatfs文件系统的部署。今天我们就来看一下如果使用sd0加载tf卡。

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        经过一段时间的开发，大家也发现了我们的开发都是基于jtag完成的。但是真正部署的时候，大家都是把固件放到板载芯片里面的，例如emmc、flash芯片。这flash芯片就有norflash，也有nandflash，不过一般都是把固件放到norflash里面。另外，虽然启动代码也能放到tf卡上，但是tf卡还是以保存数据为主。

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        前面我们写了verilog、做了verilog的仿真，以及fpga的验证，其实就是为了今天的这一步，即ip的使用。也就是说，可以通过ps可以访问pl，即用ps来访问和控制fpga，这是效率最高的一个方式。很多的功能芯片都是这么来做的，比如说usb camera，整个芯片里面的cpu是很弱的，有的时候就是51或者arm芯片，这种情况下，cpu做不了什么事情，就只能做控制处理。因此，zy

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        既然准备好了verilog代码，也在iverilog工具上面仿真过了，下面是不是就可以直接做成ip了。答案肯定是否定的，因为仿真ok的内容，直接fpga部署的时候，有可能会出现各种问题。至于会出哪些问题，这里简单总结下。

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        前面我们编写了ps和pl之间的通信，只不过这里的pl使用的是官方提供的ip。还有一种情况，那就是有的时候，我们希望自己写ip，这样可以被ps调用。相对而言，这也是构建自己优势的一个重要方法。为了实现这一点，我们按步骤来做这一件事情。首先是编写verilog代码，然后是fpga验证，最后是添加axi接口、被ps调用。这次自定义的ip是呼吸灯。

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        本身zynq就是一个cpu和fpga的结合体。在这个soc上面，可以做纯mcu、soc开发，也可以做fpga开发，但是更重要的是它可以实现ps和pl的互联互通。比如说，如果缺少什么外设接口，那么可以用pl实现，让它被ps调用处理。或者是什么算法需要加速，也可以pl实现，也可以被ps访问调用。当然，和分列式的soc、fpga相比较，ps和pl之间可以通过总线通信，这样一来要方便的多。

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        前面说过，在zynq ps里面固化了很多的ip，这些ip用不用都在那里放着。但是我们也知道，一颗soc的封装上，外设pin脚的数量都是有限的。就拿7020来说，它的ps只有54个。这种情况下，如果ps的全部54个pin都用完了，那就只能借用pl的引脚了，这就是所谓的ps接口扩充，也是所谓的emio。

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        定时器是芯片提供的一个常见功能。尤其是在mcu里面，如果我们不想使用rtos开发固件程序，一般情况下就会选择轮询+定时器中断来处理，最多加一个状态机。当然在处理的过程中，还有可能需要处理其他的中断，这也是有可能的。今天就看看zynq上面怎么处理定时器的。

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        前面我们说过，zynq分成ps和pl两个部分。其中ps主要是arm这个部分，而pl主要是fpga这部分。ps这部分除了ddr3之外，还有一部分称之为mio。mio，也就是多功能io的意思。这里的多功能就是常规的一些接口，比如gpio、uart、sdio、eth、usb等接口。这些ip都是固化在ps里面。当然我们可以不用这些功能，但是用不用他们已经存在ps里了。这一点不像pl，用的时候

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        学编程的时候，大家一般都比较重视第一个项目的创建和执行。第一个fpga程序一般是led闪烁，第一个c程序一般就是hello world程序。今天就介绍下，zynq下面的hello world应该怎么编写。和其他soc程序不一样，zynq编写c代码之前，需要先创建一个block design，这就是最大的不同。整个流程稍微多了一点，不过熟能生巧就好。

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        我们都知道，zynq是arm+fpga的组合体。前面介绍了它的fpga开发，那么接下来就可以说一下zynq的sdk开发。所谓的sdk开发，就是讲zynq里面的cpu性能比较强，外设资源比较丰富，即使不依赖pl，也可以用它做mcu或者soc开发。

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        我们之所以选用zynq开发板，就在于它支持arm软件开发，也支持fpga开发，甚至可以运行linux，这是之前没有过的体验。实际开发中，我们就可以把业务和逻辑放在arm上，加速部分放在fpga上，各自发挥自己的优势，最大限度使用好zynq芯片。和之前zynq只有zedboard开发板相比较，现在zynq出了很多的板子，那么应该怎么选择呢？

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        数字电路设计，如果仅仅是写写代码，做做verilog仿真，那么其实是不需要转移到fpga上面的。这就好比是算法工程师，他做好了算法，写好了matlab仿真之后，如果仅仅是为了发论文，这个时候其实目的已经达到了。但是我们最终是需要用verilog做产品的，也就是所有的电路都要port到fpga上的，这个时候就要想办法创建fpga工程，下载程序了。

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        用fpga做图像的时候，如果图像的输入速度和显示速度不匹配，这个时候就需要把图像先放到ddr里面。因为fpga里面毕竟还是空间太小，把图像全部缓存到fpga里面是不现实的。但是提到ddr很多人都会担心学不会，一来ddr pin比较多，布局布线本身就很麻烦了，而且ddr还分成ddr1、ddr2等很多种类型，很担心自己学不会是正常的。但这也是没有必要的。

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        虽然串口用的地方比较多，实现起来也比较简单。但是串口本身速度比较慢，不利于高速数据通信。而且单个串口没有办法和很多设备通信。所以，人们在串口的基础之上添加clk、cs信号，这样就形成了基本的spi总线协议。

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        vga本身是一个很老的视频输出接口。现在只有在很老的pc电脑上才看得到。不过由于它和lcd rgb接口很像，就少一个de信号，因此也是非常值得拿出来学一学的。因为很多lcd的屏幕，特别是非mipi、lvds这种差分总线类的屏幕，大部分都是和vga很相似的接口。

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        大家都知道fpga是好东西，但是大家不清楚的，是fpga可以帮助我们做什么。平时，我们在电商网站可以买到一些fpga开发板，但是这些开发板提供的demo案例，mcu也可以去做。这样就会造成一个疑问，似乎就没有必要学习fpga。但事实上，fpga本来就应该去做mcu和soc做不了的事情，而不应该重复他们已经做过的事情。        所以，fpga要做的，应该是数量很多的低速接口、

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        uart之所以被称之为最简单的通信协议，一方面是因为它没有时钟信号，另外一方面是因为接收和发送是两条线分开来的。它不像一些协议，例如iic、sdio等等，数据位既可以用做输入、也可以用做输出。uart这样设计起来，就会简单很多。不过，很多sdio协议，也支持spi输入输出，当然这是后话了。

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        fpga作为独立的模块，本身肯定有很多的优势，当然也有缺点，价格就是缺点。不过fpga很少是独立使用的，它得和其他嵌入式板子通信，或者是直接和pc进行通信。通信的方法很多，有uart、iic和spi，这几种是经常出现的方式。这里面最简单的就是uart，因为它比较简单，发送就是tx，接收就是rx。

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        前面我们学习了按键和led，虽然可以做一些基础的外设控制。比如假设把led换成卷帘门的话，这就是卷帘门开关了。当然，这里用mcu也可以，用带网络的gpio设备也可以，用fpga有点大才小用，过于奢侈了。今天我们学一下pwm输出，其实pwm在电机控制领域很有用。

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        谈到fpga相比较cpu的优势，很多时候我们都会谈到数据并发、边接收边处理、流水线这三个方面。所以，第三个优势，也就是流水线的概念，对大家来说其实并不陌生。而且大家如果学的是计算机科学与技术专业，那么肯定会学过计算机组成原理或者是计算机体系结构这些课程，里面谈到cpu设计的时候，也会涉及到流水线的概念。

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        对于一般的fpga开发，基本上就是总线协议+状态机开发。很多项目，之所以用fpga，而不用mcu，就是看中了fpga的实时处理。不然从性价比的角度里来说，mcu肯定是最合算的。只有对成本不是那么看重，并且对实时性要求很高的企业，才会用fpga，比如车辆、医疗、航空航天、军工等等。        因此，对这些低速访问，但是实时性要求高的行业，通常就是了解一些通用的协议，比如uart

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        和c语言平台提供posix api一样，一般fpga厂家也会提供各种各样免费的ip给客户使用。这样，客户就不需要自己去写每一个ip了，把重心放在自己的业务上就好了。这些免费的ip有的是关于频率的，有的关于存储的，有的关于总线的，有的关于计算的，还有的是关于dma的，大家可以先简单了解下。

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        fpga开发的时候习惯上先把功能拆分成若干个模块。针对这些模块，一个一、个实现好之后，再用wire连接即可。这一点有点像软件编程的function。如果是规模不大的c项目，例如嵌入式mcu项目。我们也是先把项目拆分成若干个function，一个一个实现好function后，再用全局变量或者临时变量把这些function联系在一起，这样项目就可以拼起来了。fpga也是一样的。

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        led显示是数字电路中的输出部分，最简单的应用场景。那输入部分的话，就是按键。这样按键和led，就是最简单的输入和输出部分。很多开发板也是会以这两个case作为范例，来进行教学处理。这样学完之后，大家有一个基本的印象，即用fpga如何来描述输入输出电路。

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        数字电路的设计其实就在于时序逻辑的设计。如果电路设计中只有组合逻辑，没有时序逻辑，那么最多就是一个译码器。正式因为有了时序逻辑的存在，才有了存储，有了状态的概念，才能开发出各种协议以及丰富多彩的应用。因为这个时候的输出，不仅和当前输入有关系，还和当前的状态有关系，这就很有意义了。        当然，从学习的角度说，再简单的verilog代码也要自己写一写、测一测，不然我们以为自

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        整个数字电路里面，最重要的就是组合逻辑和时序逻辑。有了这两部分做基础，就可以做其他部分的功能了。学习数字电路的时候，主要介绍的内容也就是怎么用组合逻辑芯片、触发器芯片来构建基本数字电路。现在有了verilog之后，就不再需要我们真的去搭建数字电路，只需要我们用verilog去描述对应的数字电路就可以了。剩下来的工作完全可以通过quartus或者是vivado去完成即可。

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        我们都知道，做fpga开发，可以用verilog，也可以用vhdl。开发完之后，如果需要实际验证，那么就可以综合一下，下载到fpga，看下效果。但是如果开发的内容比较多，或者开发的内容，是由很多人一起完成的，并且fpga验证平台也不多，这个时候应该怎么做呢？通常我们都是借助于verilog仿真来实现功能验证的。

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        zynq最大的优势，就是把arm和fpga结合在一起了。这样一颗soc里面，就可以用软件去驱动外设ip，这是之前没有过的体验。因为以前，arm和fpga通信，大多数都是分列式设计，arm是单独的一颗soc，fpga也是单独的芯片，两者通过外部总线沟通，比如pcie等等。现在有了zynq，直接借助于axi总线就能通信。但是很多小伙伴呢，还是不太明白fpga该怎么开发，以及verilog

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        本身fpga是介于纯软件和asic之间的元器件。如果是纯软件，那我们要做的，就是纯上层开发。只要相关驱动已经实现，那么我们对设备的处理，就是打开、关闭、读、写、控制这五个部分。至于底层是怎么实现的，我们完全不用管。还有一种就是asic，这类就是芯片开发的范畴，虽然fpga和asic一样，都是用verilog开发，但是两者的思路是完全不一样的。前者类似于搭积木，后面则是从0到1造房子。

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        对于zynq的学习，在一开始电路板部分，建议一开始的时候不需要自己去开发板子。哪怕是自己可以绘制核心板，也不需要自己去做，花一点钱去买一个即可。我们应该把大部分时间放在ps+pl的学习上面。那么zynq的电路板一般是什么样的呢？

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        目前市场上面zynq的开发板很多，有7010，有7020，大家可以根据自己的需求灵活去选择。当然不仅仅是开发板，连接线、串口、usb hub这些部分，最好也要准备下。除了硬件之外，就是软件安装，zynq使用到的vivado很大，安装有点麻烦。如果使用到linux的话，还需要安装linux版本的vivado，这也是需要注意的。

【 声明：版权所有，欢迎转载，请勿用于商业用途。 联系信箱：feixiaoxing @163.com】        在嵌入式芯片领域，除了mcu和soc、dsp以外，还有一类集成式的soc也是非常有特点的。比如集成cpu和gpu的nvidia jetson系列；集成cpu和dsp的ti j6、j7系列；集成cpu和mcu的stm32mp157系列，里面装了一个m4。还有一种就是cpu+fpga，比如zynq，这是大家听过最多的fpga集成芯片了。前面几种集成芯片的开发，基本都是c/c++开发，难度