ZYNQ与DSP之间SRIO通信的设计实现

1ZYNQ与DSP之间通信例程
1.1ZYNQ 与DSP之间SRIO通信
1.1.1例程位置
ZYNQ例程保存在资料盘中的Demo\ZYNQ\PL\srio_gen2_0_ex文件夹下。
DSP例程保存在资料盘中的Demo\DSP\XQ_SRIO_x4LANE_5Gbps文件夹下。
1.1.2功能简介
实现DSP与ZYNQ之间SRIO接口传输功能。
DSP与ZYNQ之间SRIO通道宽度为4，每个SRIO通道速率5Gbps。DSP SRIO参考时钟频率为250MHz，ZYNQ SRIO参考时钟频率为125MHz。
DSP与ZYNQ之间SRIO接口相关信号连接示意图如下图所示：

DSP作为Initiator发起NWrite数据写事务，将数据写入ZYNQ PL端的RAM空间（最大2KB）；接着，DSP发起NRead数据读事务，从ZYNQ PL端的RAM空间读取数据；DSP完成数据写、读事务后，对读写数据进行比对，以检测SRIO传输是否有数据错误。
1.1.3例程使用
特别提示：例程使用，请参考下面章节顺序执行。确保ZYNQ PL程序要先运行，然后才能运行DSP程序。
1.1.3.1 加载运行ZYNQ程序
1.1.3.1.1打开Vivado工程
双击桌面Vivado图标，打开Vivado工具：

点击Open Project，打开工程（注意：确保例程路径为非中文路径）：

Vivado工程打开后界面如下图所示：

1.1.3.1.2下载ZYNQ PL程序
点击Open Hardware Manager：

打开Hardware Manager的界面如下图所示：

此后，确保FPGA JTAG仿真器已连至接板卡和电脑，并且板卡处于上电状态。
点击Hardare Manager界面上的Open target，并在弹出的菜单中单击Auto Connect：

仿真器连接成功后，在找到的xc7z035_1器件上右击，并在弹出的菜单中点击Program Device…：

一般来说，Vivado下载工具会自动找到本工程下的程序bit流下载文件和调试文件，如果没有自动找到，则需要用户通过旁边的浏览按钮去自行选取。确保程序下载文件没问题后，点击Program下载程序：

程序下载完成后，点击界面上的“>>”按钮，可实时抓取查看ZYNQ PL端信号运行波形：

1.1.3.2 加载运行DSP程序
1.1.3.2.1CCS导入例程
双击桌面CCS快捷图标，打开CCS软件：

CCS设置工作空间时，选择默认即可：

通过菜单File->Import…导入CCS工程：

导入项目选择CCS Projects：

点击Browse…，浏览找到例程所在位置（注意：确保例程路径为非中文路径），选中例程所在目录，并点击“确定”：

CCS软件将识别到的例程显示在Discovered projects一栏，最后点击Finish：

例程导入后界面如下图所示：

1.1.3.2.2下载CCS程序
1.1.3.2.2.1目标配置文件设置
特别提示：目标配置文件设置这一步骤可以只进行一次，后面例程可以反复使用，不用重复创建或设置。
在右边的Target Configuration窗口，双击打开之前创建好的目标配置文件，如下图的XDS200-C6657.ccxml：

如果还没有目标配置文件，则在Target Configuration窗口的空白处或User Defined文件夹处右击，并在弹出的菜单中点击“New Target Configuration”新建目标配置文件：

在打开的目标配置文件中，需要配置仿真器类型、器件型号，我们实验用的仿真器为XQ-XDS200U，选中仿真器类型XDS2xx USB Debug Probe即可，器件型号勾选上TMS320C6657，如下图所示，然后点击高级设置项Target Configuration，准备Gel文件设置：

在高级项设置窗口中，点击C66xx_0核心，然后在右侧的初始化脚本栏中，点击Browse，找到我们提供的Gel文件，即XinesC6657.gel。设置完Gel文件后，点击Save：

1.1.3.2.2.2启动目标配置文件
在已经创建并设置好的目标配置文件处右击，并在弹出的菜单中点击Launch Selected Configuration，打开调试窗口：

1.1.3.2.2.3仿真器连接目标器件
调试窗口打开后，右键单击C66xx_0核心0，并在弹出的菜单中点击Connect Target：

1.1.3.2.2.4加载DSP程序
点击Load图标，加载DSP程序：

点击Browse…或Browse project…，找到DSP程序的可执行文件（以.out为后缀），然后点击OK，如下图所示：

1.1.3.2.2.5DSP程序运行
点击Resume运行图标，运行DSP程序，如下图所示：

1.1.3.3 运行结果说明
1.1.3.3.1DSP程序运行结果
CCS软件的Console控制台窗口打印SRIO调试信息。
DSP通过SRIO接口先发起NWrite写事务，数据长度为2048字节；接着DSP发起NRead事务，数据长度为2048字节，然后比对读写事务对应的数据。
如果SRIO传输异常，存在数据错误，则程序里面错误计数器累加，并输出打印当前错误个数。每当完成100次NWrite和NRead SRIO读写事务，则输出打印一次“DSP <-> FPGA 204800 bytes OK!”字样，如下图所示：

1.1.3.3.2ZYNQ PL程序运行结果
ZYNQ PL端提供的ILA调试窗口，可以实时抓取采集SRIO本地总线信号时序波形。SRIO本地总线信号说明如下（详细定义请参考数据手册Xilinx文档pg007_srio_gen2.pdf）：
SRIO本地发送总线信号
iotx_tvalid 发送数据有效标志位
iotx_tready 发送准备好标志位
iotx_tlast 最后一个发送数据标志位
iotx_tdata 发送数据
iotx_tkeep 发送数据字节控制位
iotx_tuser 发送控制数据，主要内容是源ID和目的ID
SRIO本地接收总线信号
iorx_tvalid 接收数据有效标志位
iorx_tready 接收准备好标志位
iorx_tlast 最后一个接收数据标志位
iorx_tdata 接收数据
iorx_tkeep 接收数据字节控制位
iorx_tuser 接收控制数据，主要内容是源ID和目的ID
状态信号
port_initialized SRIO端口初始化完成标志位
1：SRIO端口初始化完成；
0：SRIO端口初始化未完成。
link_initialized SRIO链路初始化完成标志位
1：SRIO链路初始化完成；
0：SRIO链路初始化未完成。
mode_1x SRIO运行模式
1：SRIO运行在降速模式，即4个通道减速到1个通道运行；
0：SRIO运行在全速模式，即4个通道全部运行。

ZYNQ端SRIO接收抓取示例如下图所示（对应DSP端发起NWrite事务）：

ZYNQ SRIO发送抓取示例如下图所示（对应DSP端发起NRead事务）：

1.1.3.4 退出实验
CCS软件窗口上，点击Terminate断开DSP仿真器与板卡的连接：

Vivado调试界面Hardware Manager窗口，右键单击localhost(1)，在弹出的菜单中点击Close Server，断开ZYNQ JTAG仿真器与板卡的连接：

最后，关闭板卡电源，实验结束。

平台说明：
XQ6657Z35/45-EVM 高速数据处理评估板（XQTyer评估板）由广州星嵌电子科技有限公司自主研发，核心板包含一片TI DSP TMS320C6657和一片Xilinx ZYNQ-7000 SoC 处理器XC7Z035-2FFG676I。
核心板SOM-XQ6657Z35/45引出DSP及ZYNQ 全部资源信号引脚，内部通过SPI、EMIF16、uPP、SRIO通信。
适用于无人机蜂群、软件无线电系统，基带信号处理，无线仿真平台，高速图像采集、处理等领域。

原作者：张春华-嵌入式FPGA&DSP