ZYNQ使用AXI_FIFO交互数据

本文介绍了如何使用Vivado的IBERT核对ZYNQ FPGA的高速串行收发板进行千兆和万兆速率的测试。详细步骤包括配置IBERT IP核,修改example design以确保收发回环测试正常,以及在不同速率下进行长时间的误码测试,验证硬件的稳定性。

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ZYNQ的PS部分核和PS部分的交互需要使用AXI总线。使用该IP核首先要注意的是它的两种模式存储转发模式核直通模式,弄清楚这两个模式才能知道怎么使用该IP核
1、存储传递模式
该模式下无论是MM2S,还是S2MM,得到的数据都会暂存到内部的FIFO中,只有当设置长度信息,数据完整了才会开始传递数据,且该模式下的能转发最大包的容量是与设置的FIFO有关系。
2、直通模式
在接受到数据后的第3个周期转发数据,但是最后一个数据是需要输入长度信息后才转发的。
不同模式下的寄存器是如何具体操作的,可以查找手册的,手册中举例了收发所有情况的寄存器变化很详细。


IP核的设置界面,分为4部分,最上面是设置AXI端接口,最下面是设置AXI_Stream接口。中间部分是设置内部FIFO的大小与FIFO读写的差异,stream端一共可以设置3种接口
AXI4-Stream TXD : 流数据发送接口
AXI4-Stream TXC : stream形式的控制信号
AXI4-Stream RXD : 流数据接受接口

 

PS端需要有M_AXI的输出接口,外设仅需要打开串口即可。测试IP核的功能,写数据为例 

### ZynqAXI Stream 的使用方法及配置教程 #### 1. AXI Stream 协议简介 AXI Stream 是一种简化版的 AXI 协议,主要用于流数据传输场景。它不支持地址通道和响应通道,仅保留了数据通道,因此非常适合于高速数据流的应用场合[^1]。 #### 2. AXI Stream FIFO 的基本功能 AXI Stream FIFO 是 Xilinx 提供的一种 IP 核,能够缓存来自 AXI Stream 接口的数据并将其转发至目标设备。该 IP 可用于解决 ARM 处理器(PS 端)与外设(PL 端)之间的数据通信问题[^2]。 以下是 AXI Stream FIFO 的典型应用场景: - **数据缓冲**:当源端和宿端的工作频率不同或带宽需求不对称时,可以利用 FIFO 缓冲区来平衡两端的需求。 - **异步桥接**:通过 FIFO 实现跨时钟域的数据传输,从而避免因时钟差异引起的错误。 #### 3. 配置 AXI Stream FIFO 的步骤 在 Vivado 工具中,可以通过如下方式完成 AXI Stream FIFO 的配置: ##### 创建项目 启动 Vivado 并新建一个工程文件,在 Block Design 页面添加 `AXI4-Stream FIFO` IP 核。 ##### 参数设置 进入 IP Configuration 页面后,根据实际需求调整以下参数: - **Data Width**: 设置数据位宽,默认为 8/16/32 bits。 - **Memory Depth**: 定义 FIFO 存储深度,单位通常为字节数。 - **Clock Domain Crossing**: 如果需要跨越不同的时钟域,则启用此选项。 - **TDEST/TUSER/TID Support**: 若设计涉及多路复用或多优先级处理,可开启这些字段的支持。 完成后双击确认保存更改,并生成对应的硬件描述文件。 #### 4. 利用 DMA 进行 PS 和 PL 数据交互 为了进一步提升性能,常配合 DMA 控制器实现高效的数据搬运操作。具体流程包括以下几个方面[^3]: - 将待发送的数据存储到 DDR 内存区域; - 初始化 DMA 描述符链表以指定源地址、目的地址及相关控制信息; - 启动 DMA 转移过程直至全部数据被成功传送到目的地为止; 下面展示一段简单的 C/C++ SDK 示例代码片段用来演示如何调用 libmetal 库函数访问上述资源: ```c #include "xaxidma.h" XAxiDma AxiDma; int main() { int Status; /* Initialize the Device */ Status = XAxiDma_CfgInitialize(&AxiDma, XPAR_AXIDMA_0_DEVICE_ID); if (Status != XST_SUCCESS){ return XST_FAILURE; } // Configure channel direction etc. ... return XST_SUCCESS; } ``` #### 5. 基于 Video Output IP 的应用案例分析 对于多媒体领域内的开发人员来说,另一个值得关注的方向便是将 AXI Stream 结合视频输出模块共同构建完整的图像显示解决方案[^5]。整个架构大致由三大部分组成——分别是负责承载像素值序列化的数据通路、管理垂直水平同步脉冲产生的定时机制以及协调两者间关系的确切位置指示器集合体。 --- ###
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