Xilinx Vivado的使用詳細介紹（5）：呼叫使用者自定義封裝的IP核
Zedboard OLED Display Controller IP v1
介紹
Author:zhangxianhe
本文件提供了快速新增，連線和使用ZedboardOLED v1.0 IP核心的說明。執行在ARM處理器系統上的測試應用程式用於通過其驅動程式的功能與IP進行通訊。 Vivado設計套件被用作開發環境。硬體驗證是在Zedboard上完成的，然而，這個IP可以很容易地應用於其他主機板或嵌入式系統。
平臺
硬體：Zedboard xc7z020clg484-1
軟體：Vivado 2016.3（適用於Vivado 2015.4及以上）
過程
A- Creating a project in Vivado to target the Zedboard
1. 雙擊Vivado2016.3 啟動Vivado；
2. 雙擊Create New Project來新建一個工程，點選Next；
3. 在下一個視窗中輸入“test_oled”作為專案名稱，專案檔案指定儲存在 “D:/oled_test”的目錄下，勾選Create project subdirectory，點選Next；
4. 接下來，指定專案型別，使用預設選擇的RTL Project，並勾選Do not specify sources at this time。RTL代表暫存器傳送語言（Register Transfer Language），通過選擇這個選項，我們可以在以後靈活地新增/修改原始檔，點選Next；
5. 接下來，指定要測試專案的電路板，選擇Zedboard Zynq Evaluation and Development Kit，點選Next然後Finish完成；
“新建專案”嚮導將關閉，剛剛建立的專案將在Vivado中開啟。
B- Creating the ARM processor system using the IP Integrator.
1. 單擊Vivado左上方的Project Manager中的Create Block Design；
2. 輸入模組的名稱，然後單擊OK，對於這個例子，使用名稱：system；
3. 點選OK後，將會在Vivado中顯示一個空白框圖檢視圖形使用者介面。在圖中，我們將新增所需的硬體塊系統。
4. 現在，我們將新增包含ARM處理器的ZYNQ7 Processing System塊通過啟動Add IP 
嚮導來完成，或者可以在程式框圖空白處右擊選擇Add IP..，IP目錄視窗將會出現，顯示在這個設計中新增所有可能的IP；
向下滾動到底部或使用關鍵字zynq進行搜尋，雙擊ZYNQ7 Processing System。 ZYNQ7處理系統塊已被放置在框圖檢視中。程式框圖中顯示的埠由目標開發板指定的該塊的預設設定定義。在綠色資訊欄中單擊 Run Block Automation。確認processing_system7_0並確保選中Apply Board Preset，然後單擊OK。
這將為處理系統建立外部埠，並對這些埠應用物理約束，如下圖所示
C- Adding the ZedboardOLED IP to the IP repository
在程序導航窗格中，單擊Project Setting選項，選擇IP，然後單擊Add Repository 
按鈕。瀏覽視窗開啟，瀏覽到IP核的位置（D:\oled_test\tamu.edu_user_ZedboardOLED_1.0），然後單擊“Select”。
注意工具如何在目錄中檢測到新的IP，點選Apply，然後OK。
這樣做後，就可以將ZedboardOLED_v1.0新增到當前專案的IP庫中，下一步是將其新增到塊設計中，並將其從一側連線到Zynq處理系統，並從另一側通過使用外部埠連線到OLED板塊。
D- Connecting the ZedboardOLED IP core
1.在程式框圖空白處右擊選擇Add IP..然後輸入“oled”,ZedboardOLED_V1.0將顯示出來，雙擊IP將其新增到塊設計中。
2.看到Designer Assistance現在可以在綠色的資訊欄中找到，它將幫助把IP核連線到處理系統的AXI子系統，配置時鐘和復位,為IP分配基地址（0x43C00000），併為互連和同步新增必要的硬體；
點選Run Connection Automation並選擇/ZedboardOLED_0/S00_AXI。保留Clock Connection設定為Auto，然後單擊OK。（預設選擇）。
單擊 
（Regenerate Layout）重新生成佈局，程式框圖應該看起來類似於這個：
注意到Designer Assistance將AXI Interconnect和Processor System Reset自動新增進來了.將滑鼠懸停在ZedboardOLED SDIN埠上，直到它變成鉛筆形狀，然後右擊並選擇Make External。（SCLK，DC，RES，VBAT，VDD）埠重複相同的過程。
3．右鍵單擊程式框圖上的任意位置，然後選擇Regenerate Layout（重新生成佈局），這將整齊地組織設計中的塊。
最終的佈局和如下所示的相似：
單擊Tools，選擇單擊Validate Design，檢查程式框圖是否有誤，結果直接點選Ok。
4.在源窗格中，選擇系統框圖“system.bd”，右擊並選擇Generate Output Products,預設設定，直接點generate，執行結束後，點選OK。
在源窗格中，選擇系統框圖“system.bd”，右擊並選擇Create HDL Wrapper，選擇第二項 Let Vivado manage Wrapper and auto-update,點選OK，
現在我們通過AXI介面將IP連線到處理系統，下一步是將IP核的外部埠連線到OLED模組的實際Zynq引腳。
5. 在Flow Navigator視窗中，從Project Manager部分選擇Add Sources。Add Sources對話方塊將開啟。選擇 Add or Create Constraints。進行管腳約束。
點選 Next,然後點選 Create File, 選擇 XDC 作為檔案型別然後輸入oled_constraints作為檔案的名字。
點選OK，點選Finish建立檔案並關閉對話方塊。
在Sources視窗中, 展開Constraints 資料夾並通過雙擊oled_constraints.xdc來開啟新建立的XDC檔案。
將下列行新增到約束檔案中，或者可以從原始檔複製它們檔案包oled_constraints.xdc。
1 set_property PACKAGE_PIN U10 [get_ports DC] 2 set_property PACKAGE_PIN U9 [get_ports RES] 3 set_property PACKAGE_PIN AB12 [get_ports SCLK] 4 set_property PACKAGE_PIN AA12 [get_ports SDIN] 5 set_property PACKAGE_PIN U11 [get_ports VBAT] 6 set_property PACKAGE_PIN U12 [get_ports VDD] 7 set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports DC] 8 set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports RES] 9 set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports SCLK] 10 set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports SDIN] 11 set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports VBAT] 12 set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports VDD]
這將ZedboardOLED IP核心的外部埠連線到Zynq器件的特定引腳。特定引腳連線到Zedboard上的OLED模組。按（Ctrl + S）儲存約束檔案。
E- Generating Bitstream
在 Flow Navigator視窗中的Program and Debug部分，單擊Generate Bitstream，將出現一個對話方塊，要求儲存所做的修改，單擊Save儲存；也可能會出現一個對話方塊，顯示“No Implementation Result Available”，單擊Yes執行綜合和實現。 生成位元流可能會在綜合後執行整個實現過程，單擊是以在出現提示時執行實現。 實現可能需要一段時間才能完成，具體取決於計算機的效能。
執行Generate Bitstream這個過程時首先會自動進行分析綜合和實現。(這裡也可以直接先點選Run Synthesis進行綜合，然後點選Run Implementation進行實現，然後再點選Generate Bitstream生成位元流) 。完成後，可直接點Cancel.
F- Exporting hardware design to SDK
1．點選 File > Export > Export Hardware, 確保勾選Include bitstream 選項
2.選擇File>Launch SDK，開啟SDK，注意所有與設計相關的檔案（包括IP）已經在上一步匯出到SDK中，匯出的資源中包括ZedboardOLED_v1_0 IP核的驅動。
G- Working with SDK
1.在SDK中, 選擇File > New > Application Project.
2. 在下一個視窗中, 輸入檔名以及預設如下引數:
點選Next，在下一個視窗中，從可用模板中選擇Empty Application，然後單擊Finish。這將編譯BSD和相關的驅動程式。
3. 展開oled_test_bsp>ps7_cortexa9_v2_0>libsrc>zedboardoled_v1_0>src, 然後檢查ZedboardOLED.c和ZedboardOLED.h以實現與OLED螢幕一起使用的功能。
4.現在我們將編寫一個使用這些函式的簡單應用程式，擴充套件oled_test目錄，右擊src目錄，選擇New-> Source File，在下一個視窗中顯示出來，在原始檔中輸入“mian.c”，然後點選Finish。
複製並貼上下面的C程式碼到“main.c”中，點選儲存或點選（Ctrl + S），這樣oled_test應用程式和它的BSP都會被自動編譯，生成可執行檔案.elf檔案。
1 int main(void){
2 clear();
3 print_message("OLED_Test_zhang",0);
4 print_message("NJUPT__xian_he_",1);
5 print_message("PS_And_ARM_PL_S",2);
6 print_message("Anniversary1229",3);
7 return (1);
8 }
Cick Project-> clean (in case you get any errors with the BSD).
H- Downloading the bitstream and running the application (Hardware verifications)
硬體準備：兩條USB線，一條連線 micro-usb cable between the PC and the PROG port of the board；另外一條 micro-usb cable between the PC and the UART port of the board,.開啟Zedboard板的電源，開啟電源之後POWER燈會亮；
1.選擇Xilinx Tools-> Program FPGA來下載Bitstream ( this will take few seconds ).
2．右擊oled_test 資料夾選擇Run As->Run Configurations, 按如下圖示配置，（注意STIDIO connection配置時埠號根據自己的電腦進行配置）。單擊Apply，然後點選Run。即在ARM processor上執行oled_test application。
執行結果，在OLED螢幕上看到以下訊息：
至此，此實驗完成。
嘗試不同的排版寫文件。
如果有同學想要OLED IP核就評論我吧