如何將PetaLinux移植到Xilinx FPGA上
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用戶可輕松將這款高穩(wěn)健操作系統(tǒng)安裝到目標(biāo)FPGA平臺(tái)上，以供嵌入式設(shè)計(jì)項(xiàng)目使用。
本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/201610/308334.htm從最初不起眼的膠合邏輯開(kāi)始，FPGA已經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的發(fā)展道路。當(dāng)前FPGA的邏輯容量和靈活性已將其帶入了嵌入式設(shè)計(jì)的中心位置。目前，在單個(gè)可編程芯片上可實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整系統(tǒng)，這種架構(gòu)有助于軟硬件的協(xié)同設(shè)計(jì)，并能將軟硬件應(yīng)用進(jìn)行集成。
這些基于FPGA的嵌入式設(shè)計(jì)種類(lèi)需要穩(wěn)健的操作系統(tǒng)。PetaLinux應(yīng)運(yùn)而生，已成為眾多嵌入式設(shè)計(jì)人員青睞的對(duì)象。它以開(kāi)源免費(fèi)的方式提供，支持包括賽靈思MicroBlaze® CPU和ARM®處理器在內(nèi)的多種處理器架構(gòu)。要將PetaLinux移植到特定的FPGA上，必須針對(duì)目標(biāo)平臺(tái)定制、配置和構(gòu)建內(nèi)核源代碼、引導(dǎo)載入程序、器件樹(shù)和根文件系統(tǒng)。
對(duì)于PES大學(xué)和C-DOT的一個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目而言，我們的研發(fā)團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)備移植PetaLinux并在采用Kintex®-7 XC7K325T FPGA的賽靈思KC705評(píng)估板上運(yùn)行多個(gè)PetaLinux用戶應(yīng)用。結(jié)果證明整個(gè)過(guò)程相當(dāng)便捷。
選擇PetaLinux的原因
在詳細(xì)介紹具體做法之前，有必要花點(diǎn)時(shí)間來(lái)探討針對(duì)基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)提供的操作系統(tǒng)選項(xiàng)。PetaLinux是FPGA上最常用的操作系統(tǒng)，另外還有μClinux 和Xilkernel。μClinux為L(zhǎng)inux發(fā)行版，是一款包含小型Linux內(nèi)核的移植型Linux操作系統(tǒng)，適用于無(wú)存儲(chǔ)器管理單元(MMU)的處理器[1]。μClinux配備有各種庫(kù)、應(yīng)用和工具鏈。Xilkernel就其本身而言，是一款小型、高穩(wěn)健性、模塊化內(nèi)核，能夠提供高于μClinux 的定制性能，有助于用戶通過(guò)定制內(nèi)核來(lái)優(yōu)化其設(shè)計(jì)尺寸與功能[2]。
同時(shí)，PetaLinux也是一款完整的Linux發(fā)行版及開(kāi)發(fā)環(huán)境，適用于基于FPGA的片上系統(tǒng)(SoC)設(shè)計(jì)。PetaLinux包含預(yù)配置二進(jìn)制可引導(dǎo)映像、面向賽靈思器件的完全可定制Linux 以及配套提供的PetaLinux軟件開(kāi)發(fā)套件(SDK)[3]。其中SDK包括用于自動(dòng)完成配置、構(gòu)建和部署過(guò)程中各種復(fù)雜工作的工具和實(shí)用程序。賽靈思提供可免費(fèi)下載的PetaLinux開(kāi)發(fā)包，其中包括針對(duì)各種賽靈思FGPA開(kāi)發(fā)套件而設(shè)計(jì)的硬件參考項(xiàng)目。同時(shí)包含在內(nèi)的還有適用于賽靈思FPGA的內(nèi)核配置實(shí)用程序、交叉編譯器等軟件工具、硬件設(shè)計(jì)創(chuàng)建工具以及大量其它設(shè)計(jì)輔助功能。
據(jù)報(bào)道，Xilkernel 的性能優(yōu)于μClinux[4]，而PetaLinux的性能又優(yōu)于Xilkernel [5]。由于這個(gè)原因，特別是由于已針對(duì)我們賽靈思目標(biāo)板提供的軟件包原因，我們?yōu)槲覀兊捻?xiàng)目選擇了PetaLinux。移植PetaLinux的另一大優(yōu)勢(shì)是用戶可以輕松實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程編程。這就意味著用戶可使用遠(yuǎn)程接入方式，通過(guò)遠(yuǎn)程登錄，采用新的配置文件(或比特流文件)加載FPGA目標(biāo)板。
有兩種方法可以創(chuàng)建用于構(gòu)建PetaLinux系統(tǒng)的軟件平臺(tái)：在Linux終端上使用PetaLinux命令或通過(guò)下拉菜單使用GUI。
開(kāi)始安裝
下面詳細(xì)介紹我們項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)安裝PetaLinux的方法。第一步，我們下載了PetaLinux軟件包12.12版以及用于Kintex-7目標(biāo)板的電路板支持包(BSP)。然后運(yùn)行了PetaLinux SDK安裝程序，并在控制臺(tái)上使用下列命令把SDK安裝到了/opt/Petalinux-v12.12-final目錄下：
@ cd /opt
@ cd /opt/PetaLinux -v12.12-final-full.tar.gz
@ tar zxf PetaLinux-v12.12-final-full.tar.gz
隨后，我們把從賽靈思網(wǎng)站獲得的PetaLinux SDK許可證復(fù)制并拷貝到.xilinx和.Petalogix文件夾中。接下來(lái)，我們使用下列命令獲取適當(dāng)設(shè)置，設(shè)置了SDK的工作環(huán)境：
@ cd /opt/PetaLinux-v12.12-final
@ source settings.sh
為驗(yàn)證工作環(huán)境是否設(shè)置正確，我們使用了以下命令：
@ echo $PETALINUX
如果環(huán)境設(shè)置正確，將顯示PetaLinux的安裝路徑。在本案例中，PetaLinux的安裝路徑是 /opt/PetaLinux-v12.12-final。
圖1：用于用戶設(shè)置的Linux終端窗口截屏
接下來(lái)的工作是安裝BSP，其中包含必要的設(shè)計(jì)文件、配置文件和預(yù)構(gòu)建軟硬件包。這些軟硬件包已經(jīng)通過(guò)測(cè)試，可隨時(shí)下載到目標(biāo)板上。另外軟件包還可用于在快速仿真器(QEMU)系統(tǒng)仿真環(huán)境下的引導(dǎo)。為了安裝BSP，我們?cè)趐ath /opt中創(chuàng)建了一個(gè)名為“bsp”的文件夾，并使用下列命令復(fù)制了KC705 BSP的ZIP文件：
@ cd /opt/PetaLinux-v12.12-final-full
@ source settings.sh
@ source /opt/Xilinx/14.4/ISE _DS/settings32.sh
@ PetaLinux-install-bsp /bsp/Xilinx-KC705
-v12.12- final.bsp
構(gòu)建為新平臺(tái)定制的PetaLinux系統(tǒng)，有兩種創(chuàng)建和配置軟件平臺(tái)的方法。一種方法是使用Linux終端，在PetaLinux命令對(duì)應(yīng)的路徑位置使用PetaLinux命令，如圖1所示。第二種方法是通過(guò)下拉菜單使用GUI，如圖2所示。您可使用其中任何一種方法來(lái)選擇平臺(tái)，配置Linux內(nèi)核，配置用戶應(yīng)用和構(gòu)建鏡像。在操作系統(tǒng)安裝完成后，就可使用PetaLinux控制臺(tái)。而使用GUI則需要完成PetaLinux SDK插件的安裝。完成該插件的安裝后，就可使用PetaLinux Eclipse SDK中提供的PetaLinux GUI設(shè)置各種配置(圖2)。該GUI具有各種特性，如用戶應(yīng)用和庫(kù)開(kāi)發(fā)，以及PetaLinux及硬件平臺(tái)的調(diào)試、構(gòu)建和配置等。
硬件構(gòu)建
我們?yōu)轫?xiàng)目使用了基于Kintex-7 FPGA的KC705評(píng)估板。設(shè)計(jì)需要的硬件接口有用于監(jiān)控輸出的RS232接口、用于編程FPGA的JTAG接口以及用于遠(yuǎn)程編程的以太網(wǎng)接口。除了PetaLinux SDK，所推薦設(shè)計(jì)需要的其它軟件還包括Xil-inx Platform Studio (XPS) [6,7] 和賽靈思軟件開(kāi)發(fā)套件(SDK)[7]。
圖2：用于用戶設(shè)置的PetaLinux SDK菜單截屏
在該嵌入式設(shè)計(jì)的硬件部分，我們的第一項(xiàng)任務(wù)就是使用XPS中的基本系統(tǒng)構(gòu)建器(BSB)設(shè)計(jì)基于MicroBlaze處理器的硬件平臺(tái)。BSB允許選擇目標(biāo)板上提供的一系列外設(shè)。您還可根據(jù)應(yīng)用需求添加或刪除外設(shè)。我們所推薦應(yīng)用采用的內(nèi)核或外設(shè)集包括帶8Mb存儲(chǔ)器的外部存儲(chǔ)器控制器、在中斷情況下啟用的定時(shí)器、波特率為115,200Bps的RS232 UART、以太網(wǎng)、非易失性存儲(chǔ)器以及
LED。完成選擇后，我們就獲得了硬件外設(shè)及其總線接口(圖3)。對(duì)于基于MicroBlaze處理器的設(shè)計(jì)，PetaLinux需要支持MMU的CPU。因此我們?cè)赬PS窗口中雙擊MicroBlaze_0實(shí)例，選擇了帶MMU的低端Linux。
圖3：FPGA的硬件配置
此時(shí)硬件設(shè)計(jì)已完成。現(xiàn)在可以使用第一階段引導(dǎo)載入程序引導(dǎo)該內(nèi)核。
接下來(lái)，我們使用三步轉(zhuǎn)換流程將硬件配置轉(zhuǎn)換為比特流。首先，我們使用XPS生成了代表嵌入式硬件平臺(tái)的網(wǎng)表。隨后，我們將設(shè)計(jì)映射到FPGA邏輯中。最后我們將實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為能夠下載到FPGA上的比特流。XPS的最終輸出是system.bit和sys-tem_bd.bmm文件。
生成比特流后，我們將硬件平臺(tái)描述導(dǎo)出到SDK，以便在SDK中觀察目標(biāo)硬件平臺(tái)。導(dǎo)出的系統(tǒng)xml文件包含SDK編寫(xiě)應(yīng)用軟件并在目標(biāo)硬件平臺(tái)上對(duì)其進(jìn)行調(diào)試所需的信息。我們的下一項(xiàng)任務(wù)是使用Xilinx Tools → Repository → New 在SDK中添加一個(gè)PetaLinux庫(kù)，然后選擇PetaLinux的安裝路徑。在本實(shí)例中，該路徑為$PetaLinux/Hardware/edk_user_repository。
接下來(lái)，我們使用File → Board support package → PetaLinux創(chuàng)建了PetaLinux BSP。我們根據(jù)所需的應(yīng)用選擇必要的驅(qū)動(dòng)程序，配置了PetaLinux BSP。隨后我們通過(guò)構(gòu)建BSP并創(chuàng)建和配置第一階段的引導(dǎo)載入程序應(yīng)用(fs-boot)，引導(dǎo)了內(nèi)核。該BSP可建立硬件和引導(dǎo)應(yīng)用之間的交互。SDK的輸出為fs-boot.elf?？墒褂脭?shù)據(jù)到存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)換器命令data2mem
將system.bit、system_bd.bmm和fs-boot.elf 合并為一個(gè)名為download.bit的統(tǒng)一比特流文件，用作最終的FPGA比特流。
此時(shí)硬件設(shè)計(jì)已完成，其它方面還包括一個(gè)MicroBlaze內(nèi)核和運(yùn)行其上的PetaLinux操作系統(tǒng)?，F(xiàn)在我們可以使用第一階段的引導(dǎo)載入程序引導(dǎo)內(nèi)核。
構(gòu)建軟件
完成硬件平臺(tái)的構(gòu)建后，我們使用下列命令創(chuàng)建了針對(duì)硬件的定制PetaLinux軟件平臺(tái)：
$ cd/opt/PetaLinuxv12.12
$ PetaLinux-new-platform –c
其中–c
圖4：內(nèi)核配置菜單
為定制與硬件匹配的軟件平臺(tái)模板，我們使用PetaLinux-copy-autoconfig命令將現(xiàn)有平臺(tái)配置與內(nèi)核配置進(jìn)行了合并。該命令可生成硬件配置文件Xilinx-KC705.dts、xparame-ters.h 和 config.mk。
我們使用GUI(PetaLinux SDK → Kernel Configuration)打開(kāi)內(nèi)核配置菜單，配置了Linux內(nèi)核。此外，您也可以在Linux終端上使用下列命令完成該工作：
$ cd /opt/PetaLinux_v12.12 $ PetaLinux-config-kernel
我們?cè)趦?nèi)核配置彈出窗口中啟用該應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)程序(如圖4所示)。為通過(guò)用戶空間輸入/輸出(UIO)接口訪問(wèn)設(shè)備，完成所提出的工作，我們?cè)趦?nèi)核配置菜單中啟用了UIO驅(qū)動(dòng)程序。
內(nèi)核配置完成后，我們?cè)O(shè)計(jì)了一些應(yīng)用。PetaLinux可提供用于C語(yǔ)言和C++編程的用戶應(yīng)用模板[8]。這些模板包括應(yīng)用源代碼和Makefile文件，方便為目標(biāo)芯片配置和編譯應(yīng)用并將其安裝在根文件系統(tǒng)中。創(chuàng)建新的PetaLinux用戶應(yīng)用，既可使用GUI(File → PetaLinux New Application)，也可在Linux終端上輸入下列命令：
$ cd /opt/PetaLinux_v12.12 $ PetaLinux-config-apps
隨后我們?yōu)樵撚脩魬?yīng)用起了個(gè)文件名。在本實(shí)例中，我們創(chuàng)建了gpio-dev-mem-test和gpio-uio-test用戶應(yīng)用，并根據(jù)應(yīng)用要求修改了模板源代碼。
接下來(lái)我們使用GUI構(gòu)建了PetaLinux系統(tǒng)映像(如圖2所示)。此外，您還可以在Linux終端上使用make命令完成該任務(wù)，如下圖所示：
$ cd $PETALINUX/software/ PetaLinux-dist $ make
支持操作系統(tǒng)(OS)和定制用戶應(yīng)用的軟件平臺(tái)以及我們前文討論過(guò)的硬件設(shè)計(jì)現(xiàn)已可供使用。
測(cè)試運(yùn)行在設(shè)備上的PetaLinux
下面介紹PetaLinux的引導(dǎo)方式。MicroBlaze處理器可處理駐留在Block RAM中的代碼。第一階段的引導(dǎo)載入程序(fs-boot)將初始化基本硬件、執(zhí)行fs-boot.elf、搜索通用引導(dǎo)載入程序或U-Boot、在閃存分區(qū)中進(jìn)行尋址(因?yàn)閁-Boot的地址已在配置fs-boot時(shí)設(shè)定)。隨后，fs-boot將從閃存中的U-Boot分區(qū)中獲取U-Boot映像，將其發(fā)送到設(shè)備的DDR3存儲(chǔ)器并運(yùn)行內(nèi)核。一旦構(gòu)建好所有引導(dǎo)所需的映像后，您就可以通過(guò)JTAG、以太網(wǎng)或快速仿真器在硬件上測(cè)試這些映像了。QEMU是一種仿真器和虛擬機(jī)，允許您運(yùn)行PetaLinux操作系統(tǒng)[9]。下面討論所有這三種解決方案的引導(dǎo)方法。
JTAG是編程和測(cè)試FPGA設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)方法。為使用JTAG對(duì)FPGA進(jìn)行編程，我們使用了下拉菜單“Xilinx Tool → Program the FPGA”并下載了之前生成的download.bit文件。隨后我們使用GUI(PetaLinux SDK → BOOT JTAG [Li-nux])將映像下載到了電路板上，如圖2所示。您也可以在Linux終端上使用下列命令：
$ cd/opt/PetaLinux _v12.12/software/ PetaLinux-dist
$ PetaLinux-jtag-boot -i images/image.elf
此外，您還可使用U-Boot執(zhí)行間接內(nèi)核引導(dǎo)，從而引導(dǎo)PetaLinux。系統(tǒng)首先使用GUI(PetaLinux SDK → BOOT JTAG [U-Boot])或以下命令通過(guò)JTAG接口下載U-Boot來(lái)進(jìn)行引導(dǎo)。
$ cd $PETALINUX/software/ PetaLinux-dist
$ PetaLinux-jtag-boot -i images/u -boot.elf
圖6是U-Boot控制臺(tái)的快照。
值得注意的是，F(xiàn)PGA電路板連接的是以太網(wǎng)接口。您必須在XPS的硬件資源部分選擇以太網(wǎng)接口。一旦U-Boot引導(dǎo)成功，就要檢查服務(wù)器和主機(jī)的IP地址是否相同。如果IP地址不同，請(qǐng)?jiān)赨-Boot終端上使用下列命令設(shè)置主機(jī)IP。
u-boot>print serverip // prints 192.168.25.45(server ip)
u-boot>print ipaddr // prints IP address
of the board as // 192.168.25.68
u-boot>set serverip
u-boot>set serverip 192.168.25.68192.168.25.68
現(xiàn)在服務(wù)器(PC)和主機(jī)(KC705電路板)具有相同的IP地址。請(qǐng)通過(guò)服務(wù)器運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)命令，下載PetaLinux映像和引導(dǎo)程序：
u-boot> run netboot
運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)命令后，您應(yīng)該能夠看到PetaLinux控制臺(tái)，如圖5所示。
最后您可使用GUI(PetaLinux SDK → BOOT QEMU [Linux])或以下命令執(zhí)行內(nèi)核引導(dǎo)，這也很重要。
$ cd $ PETALINUX/software/ PetaLinux-dist $ PetaLinux-qemu-boot -i images/image.elf
使用這種快速方法，我們將看到圖7所示信息。
測(cè)試運(yùn)行在設(shè)計(jì)上的應(yīng)用
完成PetaLinux引導(dǎo)的測(cè)試后，接下來(lái)就是測(cè)試專(zhuān)為PetaLinux設(shè)計(jì)的用戶應(yīng)用。MicroBlaze處理器將Kintex-7 FPGA電路板上的硬件外設(shè)視為一組存儲(chǔ)寄存器。每個(gè)寄存器都有自己的基址和結(jié)束地址。要訪問(wèn)一個(gè)外設(shè)，用戶必須知道它的基
圖5：確認(rèn)操作系統(tǒng)引導(dǎo)成功的PetaLinux控制臺(tái)快照
圖6：通過(guò)通用引導(dǎo)載入程序(U-Boot)進(jìn)行的間接內(nèi)核引導(dǎo)
址和結(jié)束地址。您可以在設(shè)備樹(shù)源(*.dts)文件中找到有關(guān)地址的詳細(xì)信息。就本設(shè)計(jì)而言，我們開(kāi)發(fā)并測(cè)試了四款應(yīng)用，分別是訪問(wèn)DDR3、使用/dev/mem訪問(wèn)GPIO、使用UIO訪問(wèn)GPIO和文件傳輸。
1. 訪問(wèn)DDR3
我們使用名為DDR3-test.c的PetaLinux應(yīng)用訪問(wèn)DDR3存儲(chǔ)器。該應(yīng)用經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，可向DDR存儲(chǔ)器位置寫(xiě)入數(shù)據(jù)并從這里讀取數(shù)據(jù)。DDR3是雙列直插式存儲(chǔ)器模塊，可提供用于存儲(chǔ)用戶代碼和數(shù)據(jù)的SDRAM。如上文所述，用戶需要知道DDR存儲(chǔ)器的開(kāi)始地址和結(jié)束地址，分別是0xC0000000和0xC7FFFFFF。存儲(chǔ)器的容量為512兆字節(jié)。Linux內(nèi)核駐留在DDR存儲(chǔ)器的初始存儲(chǔ)器位置。因此需要選擇DDR3存儲(chǔ)器的寫(xiě)入位置，以避免破壞Linux內(nèi)核。我們使用以下命令向DDR3存儲(chǔ)器寫(xiě)入數(shù)據(jù)：
#DDR3-test –g 0xc7000000 –o 15
其中DDR3-test是應(yīng)用名稱(chēng)、-g是DDR3存儲(chǔ)器的物理地址、-o是輸出、15是準(zhǔn)備在0xc7000000位置寫(xiě)入DDR3存儲(chǔ)器的值。為測(cè)試該值是否能寫(xiě)入預(yù)計(jì)的位置，我們使用以下命令從DDR3存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù)：
#DDR3-test –g 0xc7000000 –i
圖7：通過(guò)QEMU運(yùn)行PetaLinux
該應(yīng)用旨在控制8位離散輸出，可通過(guò)將板載LED連接至GPIO進(jìn)行測(cè)試。
值15顯示在終端上，這說(shuō)明DDR3存儲(chǔ)器讀寫(xiě)操作正在成功進(jìn)行。
2. 使用/dev/mem訪問(wèn)GPIO
對(duì)于接下來(lái)的應(yīng)用測(cè)試，我們使用名為gpio-dev-mem-test.c的PetaLinux應(yīng)用訪問(wèn)了通用I/O(GPIO)。該應(yīng)用的設(shè)計(jì)目的是控制8位離散輸出并通過(guò)將板載LED連接至GPIO來(lái)測(cè)試該輸出。要從用戶空間訪問(wèn)任何設(shè)備，就要先打開(kāi)/dev/mem，然后使用mmap()將設(shè)備映射至存儲(chǔ)器。我們所使用LED GPIO的開(kāi)始地址和結(jié)束地址分別是0x40000000 和0x4fffffff。
GPIO外設(shè)具有兩個(gè)寄存器：數(shù)據(jù)寄存器(GPIO_DATA)和方向寄存器(GPIO_TRI_OFFSET)。為了讀取GPIO的狀態(tài)，我們將方向位設(shè)置為1(即GPIO_TRI_OFFSET=1)并且從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù)。為了將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到GPIO，我們?cè)O(shè)置方向位為0并寫(xiě)入值到數(shù)據(jù)寄存器。在PetaLinux終端上使用下列命令將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到GPIO：
#gpio-dev-mem-test –g 0x40000000 –o 255
其中g(shù)pio-dev-mem-test為應(yīng)用名稱(chēng)，-g為GPIO物理地址，-o為輸出，255為從GPIO(連接到LED)發(fā)送的值。LED按編寫(xiě)的程序點(diǎn)亮?xí)r，測(cè)試的結(jié)果就得到了驗(yàn)證。
3. 使用UIO訪問(wèn)GPIO
訪問(wèn)GPIO的另一個(gè)途徑是通過(guò)用戶空間輸入/輸出。我們通過(guò)UIO，使用名為gpio-uio-test.c的PetaLinux應(yīng)用訪問(wèn)了GPIO。該應(yīng)用旨在控制8位離散輸出，可通過(guò)將板載LED連接至GPIO進(jìn)行測(cè)試。UIO設(shè)備在文件系統(tǒng)中表現(xiàn)為/dev/uioX。為通過(guò)UIO訪問(wèn)GPIO，我們打開(kāi)了/dev/uioX或sys/class/ui0，然后使用了mmap()調(diào)用。我們配置了內(nèi)核使之支持UIO，并在內(nèi)核中啟用了UIO框架。隨后我們使用名為“Compatibility”的參數(shù)，根據(jù)UIO設(shè)備(而非標(biāo)準(zhǔn)GPIO設(shè)備)對(duì)LED的GPIO控制方式進(jìn)行了設(shè)置。此外，我們還將
設(shè)備的標(biāo)簽從 gpio@40000000修改成了leds@40000000。
然后我們重新構(gòu)建了PetaLinux，并使用UIO測(cè)試了GPIO訪問(wèn)。我們使用以下命令，獲得了所加載UIO模塊的詳細(xì)信息：
# ls /sys/class/uio/ uio0 uio1 uio2
UIO的名稱(chēng)和地址可在/sys/class/uio/uioX下找到。我們使用以下命令通過(guò)UIO驅(qū)動(dòng)程序訪問(wèn)了GPIO LED：
# cd “/sys/class/uio/uioX
# gpio-uio-test -d /dev/uio1 -o 255
其中g(shù)pio-uio-test為應(yīng)用名稱(chēng)、-d為設(shè)備路徑、-o為輸出、255為通過(guò)UIO傳遞給GPIO的值。使用以上命令，LED按寫(xiě)入到GPIO線路上的數(shù)據(jù)點(diǎn)亮，驗(yàn)證了該結(jié)果。
4. 文件傳輸應(yīng)用
最后一項(xiàng)測(cè)試，我們將文件從服務(wù)器傳輸?shù)搅丝蛻舳耍@里的服務(wù)器是主機(jī)PC，客戶端是KC705電路板。在這項(xiàng)測(cè)試中，我們使用以太網(wǎng)線纜連接服務(wù)器和客戶端，并使用了小型文件傳輸協(xié)議(TFTP)。這種協(xié)議因簡(jiǎn)單而出名，通常用于自動(dòng)傳輸配置文件或引導(dǎo)文件。為測(cè)試使用TFTP從服務(wù)器向客戶端傳輸文件的情況，我們?cè)?tftpboot位置為服務(wù)器PC創(chuàng)建了一個(gè)名為test的文件。我們使用以下命令在文件中寫(xiě)入了“世界，你好”并查看了該文件中的內(nèi)容(如圖8所示)：
@ echo “Hello World” > /tftpboot/test
@ more /tftpboot/test
圖8：在服務(wù)器中創(chuàng)建文件的快照
圖9：在客戶端接收文件的快照
圖10：從客戶端到服務(wù)器傳輸文件的快照
圖11：在服務(wù)器中接收文件的快照
為從服務(wù)器接收該文件，我們?cè)谝钥蛻舳朔绞竭\(yùn)行在KC705電路板上的PetaLinux終端窗口中輸入以下獲取命令(-g)：
# tftp -r test -g 192.168.25.68
# ls –a
在客戶端中創(chuàng)建了一個(gè)名為“test”的新文件(如圖9所示)。我們可以使用更多內(nèi)容命令查看該文件的內(nèi)容，如圖9所示：
同樣，如果要從客戶端向服務(wù)器傳輸文件，可先在客戶端機(jī)器上創(chuàng)建一個(gè)名為test1的文件，其內(nèi)容為“PetaLinux OS”。然后在運(yùn)行在客戶端上的PetaLinux終端中使用以下“放置”命令(-p)，便可將該文件從客戶端傳輸至服務(wù)器，如圖10所示：
# tftp -r test1 -p 192.168.25.68
可在服務(wù)器中創(chuàng)建一個(gè)空白文件test1，其內(nèi)容可在文件傳輸工作完成后讀取。該內(nèi)容可圖11所示方法進(jìn)行驗(yàn)證。
在FPGA上實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)和運(yùn)行PetaLinux，操作起來(lái)非常簡(jiǎn)單直觀。接下來(lái)，我們計(jì)劃使用遠(yuǎn)程編程實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)，即引導(dǎo)文件通過(guò)以太網(wǎng)傳輸，客戶端能夠運(yùn)行新應(yīng)用。
參考資料
1. Kynan Fraser，《運(yùn)行uClinux的MicroBlaze》，摘自《高級(jí)計(jì)算機(jī)體系架構(gòu)》：http://www.cse.unsw.edu.au/~cs4211
2. 賽靈思公司Xilkernel 3.0版，2006年12月
3. 賽靈思公司《PetaLinux SDK用戶指南》UG976，2013年4月
4. Gokhan Ugurel和Cuneyt F. Bazlamacci，《在MicroBlaze上Xilkernel和μC/OS-II上下文切換時(shí)間及內(nèi)存占用比較》，摘自2011年12月土耳其布爾薩的《第7屆電子電氣工程國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議》第52頁(yè)至55頁(yè)。
5. Chenxin Zhang、Kleves Lamaj、Monthadar Al Jaberi和Praveen Mayakar，《極小型網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)(NAS)》”，摘自隆德大學(xué)機(jī)械學(xué)院(Lunds Tekniska Hogskola)《項(xiàng)目報(bào)告，高級(jí)嵌入式系統(tǒng)課程》2008年11月
6. 賽靈思公司《Platform Studio用戶指南》UG113，1.0版，2004年3月
7. 賽靈思公司《EDK概念、工具和技巧：高效嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)際操作指南》UG683，14.1版本，2002年4月
8. 賽靈思公司《PetaLinux應(yīng)用開(kāi)發(fā)指南》UG981，2013年4月
9. 賽靈思公司《PetaLinux QEMU仿真指南》UG982，2013年11月
評(píng)論