5-1 创建和打包AXI Interface IP

原创 于 2025-01-17 18:37:06 发布 · 910 阅读 · 4 ·
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#zynq #mpsoc #axi #ip #zcu106

创建和打包AXI Interface IP的前流程和后流程

  • step 1 ： 选择类型

    • 在这里插入图片描述

    • 1： 将当前的工程打包成IP

    • 2： 将当前的BD工程打包成IP

    • 3： 将指定的源码打包成IP

    • 4： 创建一个新的AXI 接口IP

    • 其中3和4是比较常用的，本次记录如何创建一个新的AXI 接口IP, 其他的操作流程差不多

  • step 2： 设置基本信息

    • 在这里插入图片描述

    • 1: IP的名字

    • 2: 在IP Catalog中的名字

      • 在这里插入图片描述

  • step 3 ：设置接口参数

    • 在这里插入图片描述

      • <
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简单介绍一下这几个寄存器，每个寄存器位宽32位，对于控制寄存器，他是PS端要写入PL端的一些控制命令，它是一个只写的寄存器。例如在上面的代码中，当byte_index为0时，slv_reg0[0 +: 8]，它就相当于slv_reg0[7:0]，当byte_index为1时，slv_reg0[8 +: 8]，它就相当于slv_reg0[15:8]。当从机传输数据的位宽低于总线上的位宽时，比如我们总线的位宽是32位的，而从机的位宽是8位的，那么从机在不进行位宽转化的情况下就可以通过总线和主机进行数据传输。
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vivado创建一个axi4的ip
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<think>我们正在讨论如何在Vivado中创建支持AXI4接口的自定义IP核。根据用户上一次的问题，他已经在Block Design中添加了RTL模块，现在想要创建一个带有AXI4接口的IP核。根据引用[1]和引用[2]，我们可以总结出以下步骤： ### 创建支持AXI4接口的自定义IP核的步骤 #### 1. **启动创建IP向导** - 在Vivado中，选择菜单栏的 **Tools** -> **Create and Package New IP**。 - 选择 **Create a new AXI4 peripheral**（创建新的AXI4外设）[^1][^2]。 #### 2. **配置IP基本信息** - 设置IP名称、版本、描述等信息。 - 指定IP的存储位置（通常选择当前工程目录）[^2]。 #### 3. **配置AXI4接口** - **Interface Type**：选择AXI4接口类型（Lite、Full或Stream）[^2]。 - **Interface Mode**：选择主（Master）或从（Slave）模式[^2]。 - **Data Width**：设置数据位宽（通常为32位）[^2]。 - 如果需要多个AXI接口，可以使用中间的加减号添加[^2]。 #### 4. **编辑IP** - 选择 **Edit IP**，Vivado将打开一个新的工程，其中包含AXI4接口模板[^1]。 #### 5. **添加自定义逻辑** - 在生成的模板中，找到用户逻辑部分（通常在`user_logic.v`或`myip_v1_0_S00_AXI.v`等文件中）[^1]。 - 在指定位置（如引用[1]中提到的第7行、第18行、第48行、第52行等）添加自定义参数和端口定义[^1]： - 添加自定义参数（如第7行）： ```verilog parameter integer USER_PARAM = 32; // 自定义参数 ``` - 添加用户端口（如第18行）： ```verilog output wire [7:0] custom_output, input wire [3:0] custom_input, ``` - 在端口映射中例化用户端口（如第48行）： ```verilog .custom_output(custom_output), .custom_input(custom_input), ``` - 在模块定义中添加端口声明（如第52行）： ```verilog output wire [7:0] custom_output, input wire [3:0] custom_input, ``` #### 6. **实现用户逻辑** - 在模板中预留的位置（如引用[1]提到的第401行）添加自定义逻辑[^1]： ```verilog // 用户逻辑实现 always @(posedge S_AXI_ACLK) begin if (S_AXI_ARESETN == 1'b0) begin // 复位逻辑 end else begin // 正常操作逻辑 end end ``` #### 7. **保存并综合** - 保存所有修改后的文件。 - 运行综合（Synthesis）以确保逻辑正确[^1]。 #### 8. **打包IP** - 返回IP打包界面（Package IP），配置IP的兼容性、文件组等。 - 在 **Review and Package** 部分，选择 **Package IP** 完成封装[^1][^2]。 #### 9. **在工程中使用自定义IP** - 将自定义IP添加到IP库中（Vivado会自动识别）。 - 在Block Design中，通过 **Add IP** 搜索并添加自定义IP。 #### 关键注意事项 1. **接口同步** - 所有用户逻辑必须使用AXI时钟 `S_AXI_ACLK` 和复位 `S_AXI_ARESETN`。 - 跨时钟域信号必须进行同步处理。 2. **寄存器映射** - AXI接口通过寄存器与用户逻辑交互。在地址映射中定义寄存器： ```verilog // 示例：在地址偏移0处定义一个可读写寄存器 reg [31:0] slv_reg0; always @(posedge S_AXI_ACLK) begin if (S_AXI_ARESETN == 1'b0) slv_reg0 <= 0; else if (slv_reg_wren && (axi_awaddr[11:0] == 12'h000)) slv_reg0 <= S_AXI_WDATA; end ``` 3. **验证设计** - 使用 **Validate Design** 检查连接。 - 添加ILA核进行实时调试。 ### 示例：AXI4-Lite从设备接口 ```verilog // 用户逻辑部分示例 module myip_v1_0_S00_AXI #( parameter integer C_S_AXI_DATA_WIDTH = 32, parameter integer C_S_AXI_ADDR_WIDTH = 5 )( // AXI4-Lite 接口信号 input wire S_AXI_ACLK, input wire S_AXI_ARESETN, input wire [C_S_AXI_ADDR_WIDTH-1:0] S_AXI_AWADDR, // ... 其他AXI信号 // 用户自定义端口 output reg [7:0] custom_output ); // 寄存器定义 reg [C_S_AXI_DATA_WIDTH-1:0] slv_reg0; // 写逻辑 always @(posedge S_AXI_ACLK) begin if (!S_AXI_ARESETN) begin slv_reg0 <= 0; end else if (写使能条件) begin slv_reg0 <= 写入数据; end end // 用户逻辑：将寄存器的低8位输出 always @(posedge S_AXI_ACLK) begin custom_output <= slv_reg0[7:0]; end endmodule ``` ### 相关问题 1. 如何为AXI4接口添加多个寄存器？ 2. 如何在AXI4从设备中实现读写分离逻辑？ 3. 如何验证自定义AXI4 IP核的功能？ 4. 如何优化AXI4 IP核的时序性能？ 通过以上步骤，您可以在Vivado中创建并封装一个支持AXI4接口的自定义IP核，并在Block Design中使用它。</think>### 在 Vivado 中创建支持 AXI4 接口的自定义 IP 核 以下是创建支持 AXI4 接口的自定义 IP 核的详细步骤（基于 Vivado 2020.1+ 版本）： #### 步骤 1：启动 IP 创建向导 1. 打开 Vivado 工程 2. 顶部菜单选择 **Tools → Create and Package New IP** 3. 选择 **Create a new AXI4 peripheral**（创建新的 AXI4 外设）[^1][^2] ```mermaid graph LR A[Tools] --> B[Create and Package New IP] B --> C[Create new AXI4 peripheral] ``` #### 步骤 2：配置 IP 基本信息 1. **IP 名称**：输入自定义名称（如 `my_axi_ip`） 2. **版本**：默认 1.0 3. **存储位置**：选择当前工程目录或自定义路径 4. **描述**：添加简要功能说明 #### 步骤 3：配置 AXI4 接口参数[^2] | 参数 | 选项 | 推荐值 | |------|------|--------| | **Interface Type** | Lite/Full/Stream | Full（完整功能） | | **Interface Mode** | Master/Slave | Slave（从设备） | | **Data Width** | 32/64/128/... | 32（通用场景） | | **寄存器数量** | 4-256 | 根据需求设置 | | **启用中断** | ✓ | 需要时勾选 | > 点击 **+** 可添加多个 AXI 接口 #### 步骤 4：编辑 IP 模板 1. 选择 **Edit IP** → 自动打开新工程 2. 关键文件位置： - `my_axi_ip_v1_0.v`：顶层封装 - `my_axi_ip_v1_0_S00_AXI.v`：AXI 接口逻辑 3. 添加用户逻辑： ```verilog // 在 my_axi_ip_v1_0_S00_AXI.v 中添加自定义逻辑 // 第 18 行附近添加用户端口 output wire [7:0] custom_out, input wire [3:0] custom_in, // 第 48 行附近例化用户端口 .custom_out(custom_out), .custom_in(custom_in), // 第 401 行附近实现用户逻辑 assign custom_out = slv_reg0[7:0]; // 示例：输出寄存器0的值 ``` #### 步骤 5：配置寄存器映射（关键） 在 `my_axi_ip_v1_0_S00_AXI.v` 中定义寄存器： ```verilog // 寄存器定义（示例） reg [C_S_AXI_DATA_WIDTH-1:0] slv_reg0; reg [C_S_AXI_DATA_WIDTH-1:0] slv_reg1; reg [C_S_AXI_DATA_WIDTH-1:0] slv_reg2; // 寄存器读写逻辑 always @(posedge S_AXI_ACLK) begin if (S_AXI_ARESETN == 1'b0) begin slv_reg0 <= 0; slv_reg1 <= 0; end else begin if (slv_reg_wren) // 写使能 case (axi_awaddr[ADDR_LSB+:OPT_MEM_ADDR_BITS]) 2'h0: slv_reg0 <= S_AXI_WDATA; // 地址0写入 2'h1: slv_reg1 <= S_AXI_WDATA; // 地址4写入 default: ; endcase end end ``` > 寄存器地址偏移：0x00 (slv_reg0), 0x04 (slv_reg1), 0x08 (slv_reg2)... #### 步骤 6：打包 IP 核 1. 返回 **Package IP** 窗口 2. 配置 IP 属性： - **File Groups**：添加用户文件（.v/.vhd） - **Customization Parameters**：定义可配置参数 - **Ports and Interfaces**：验证接口 3. 点击 **Review and Package → Package IP** #### 步骤 7：在工程中使用 1. 在 Block Design 中： - 右键 → **Add IP** - 搜索自定义 IP 名称 2. 连接 AXI 接口： ```mermaid graph LR Zynq_PS --AXI_HP--> Custom_IP Custom_IP --custom_out--> User_Logic ``` #### 关键技巧 1. **中断处理**： ```verilog // 在用户逻辑中触发中断 assign ip2intc_irpt = (slv_reg0 != 0); ``` 2. **时序优化**： - 在寄存器输出后添加流水线 - 设置 XDC 约束： ```tcl set_max_delay 5.0 -from [get_pins custom_out*] ``` #### 验证与调试 1. 生成测试平台： ```tcl create_fileset -simset sim_1 add_files -fileset sim_1 -norecurse testbench.v ``` 2. ILA 调试： - 在 Block Design 中添加 ILA 核 - 连接 AXI 信号和用户端口
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