シンプルな AMP : 2 つの Zynq SoC プロセッサ上で動作する

ア プ リ ケーシ ョ ン ノ ー ト : Zynq-7000 AP SoC
シ ン プルな AMP : 2 つの Zynq SoC プ ロ セ ッ サ
上で動作する Linux およびベア メ タ ル シ ス テム
XAPP1078 (v1.0) 2013 年 2 月 14 日
概要
著者 : John McDougall
Zynq™-7000 All Programmable SoC は、 独立 し た ソ フ ト ウ ェ ア ス タ ッ ク ま たは実行フ ァ イ ルを同時に
実行で き る 2 つの ARM® Cortex™-A9 プ ロ セ ッ サを搭載 し てい ます。 こ のアプ リ ケーシ ョ ン ノ ー ト で
は、 両プ ロ セ ッ サを起動 し て、 各々にオペレーテ ィ ン グ シ ス テ ム と アプ リ ケーシ ョ ン を実行 さ せ る と 共
に、 共有 メ モ リ を介 し て両者間の通信を可能にす る 方法について説明 し ます。
含まれる シ ス テム
デザ イ ンは、 Xilinx Platform Studio (XPS) 14.3 に よ っ て作成お よ び構築 さ れてお り 、 ザ イ リ ン ク ス の
ソ フ ト ウ ェ ア開発キ ッ ト (SDK) を使用 し て構築 さ れた ソ フ ト ウ ェ ア を含みます。こ のアプ リ ケーシ ョ ン
ノ ー ト にはプ ロ ジ ェ ク ト フ ァ イ ルがすべて付属 し 、 こ れ ら をデザ イ ンの検討や再構築に活用 し た り 、 新
規デザ イ ン着手時のテ ンプ レー ト と し て使用 し た り で き ます。
Zynq-7000 ZC702 デモ プ ラ ッ ト フ ォーム を タ ーゲ ッ ト と し て事前に構築、 イ ンプ リ メ ン ト さ れた フ ァ
イ ル も 用意 さ れてい る ため、 ハー ド ウ ェ ア、 ソ フ ト ウ ェ ア、 ま たはブー ト フ ァ イ ルの タ ーゲ ッ ト を再作
成す る 手順を省略で き ます。
は じ めに
Zynq-7000 AP SoC は、同 じ メ モ リ お よ びペ リ フ ェ ラ ルを共用す る 2 つの Cortex-A9 プ ロ セ ッ サを搭載
し てい ます。非対称型マルチプ ロ セ ッ シ ン グ (AMP) と は、両方のプ ロ セ ッ サがそれぞれのオペレーテ ィ
ン グ シ ス テ ム ま たはベア メ タ ル アプ リ ケーシ ョ ン を実行で き る よ う にす る メ カ ニ ズ ム であ り 、 共有 リ
ソ ース を介 し て こ れ ら のアプ リ ケーシ ョ ン を緩やかに結合 さ せ る こ と も で き ます。 リ フ ァ レ ン ス デザ イ
ンには、 両方の Cortex-A9 プ ロ セ ッ サを AMP コ ン フ ィ ギ ュ レーシ ョ ン で動作 さ せ る ために必要なハー
ド ウ ェ ア と ソ フ ト ウ ェ アが含まれます。 CPU0 は Linux を実行 し 、 CPU1 はベア メ タ ル アプ リ ケーシ ョ
ン を実行 し ます。 2 つの CPU が共有ハー ド ウ ェ ア リ ソ ース上で競合 し ない よ う に対策が講 じ ら れてい
ます。 こ のアプ リ ケーシ ョ ン ノ ー ト では、 ブー ト 可能な ソ リ ュ ーシ ョ ンの作成方法 と 両 CPU のデバ ッ
グ方法について も 説明 し ます。
デザイ ンの概要
リ フ ァ レ ン ス デザ イ ン では、2 つの Cortex-A9 プ ロ セ ッ サがそれぞれの ソ フ ト ウ ェ ア を実行す る よ う に
構成 し ます。 CPU0 は Linux を実行する よ う に構成 さ れ、 CPU1 はベア メ タ ル アプ リ ケーシ ョ ン を実行
する よ う に構成 さ れます。
こ の AMP の例では、CPU0 上で動作する Linux オペレーテ ィ ン グ シ ス テ ムがシ ス テ ムのマ ス タ ー と な
り 、 次を実行 し ます。
•
シ ス テ ムの初期化
•
CPU1 起動の制御
•
CPU1 と の通信
•
ユーザー と の相互作用
CPU1 上で動作す る ベア メ タ ル アプ リ ケーシ ョ ンは、 次を実行 し ます。
•
CPU0 上の Linux に よ っ てモニ タ ー さ れ る 「ハー ト ビー ト 」 の管理
•
CPU0 上の Linux と の通信
•
プ ロ グ ラ マブル ロ ジ ッ ク (PL) にあ る コ アか ら の割 り 込みの処理
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デザイ ンの概要
•
CPU0 上で動作す る Linux への割 り 込み イ ベン ト の通知
Zynq SoC プ ロ セ ッ シ ン グ シ ス テ ム (PS) には、各 CPU 専用の リ ソ ース と 両 CPU 間で共有 さ れ る リ ソ ー
ス があ り ます。 デザ イ ン を AMP コ ン フ ィ ギ ュ レーシ ョ ンで動作 さ せる 場合、 2 つの CPU が共有 リ ソ ー
ス上で競合 し ない よ う に注意す る 必要があ り ます。 共有 リ ソ ース と 専用 リ ソ ース の詳細は、 『Zynq-7000
All Programmable SoC テ ク ニ カル リ フ ァ レ ン ス マニ ュ アル』 [参照 1] を参照 し て く だ さ い。
専用 リ ソ ース の例には、 次の も のがあ り ます。
•
L1 キ ャ ッ シ ュ
•
プ ラ イ ベー ト ペ リ フ ェ ラ ル割 り 込み (PPI)
•
メ モ リ 管理ユニ ッ ト (MMU)
•
プ ラ イ ベー ト タ イ マー
共有 リ ソ ース の例には、 次の も のがあ り ます。
•
割 り 込み制御デ ィ ス ト リ ビ ュ ー タ ー (ICD)
•
DDR メ モ リ
•
オンチ ッ プ メ モ リ (OCM)
•
グ ロ ーバル タ イ マー
•
ス ヌープ制御ユニ ッ ト (SCU) お よ び L2 キ ャ ッ シ ュ
こ の例では、 CPU0 を マ ス タ ー と し て扱い、 こ れが共有 リ ソ ース を制御 し ます。 CPU1 に よ っ て共有 リ
ソ ース を制御す る 必要が生 じ た場合 も 、 その要求を CPU0 に通知 し 、 CPU0 に リ ソ ース を制御 さ せ る 必
要があ り ます。 リ フ ァ レ ン ス デザ イ ンの複雑性を最小限に抑え る ために、 CPU1 上で動作す る ベア メ タ
ル アプ リ ケーシ ョ ン を変更 し て、 共有 リ ソ ースへのア ク セ ス を制限 し てい ます。
両プ ロ セ ッ サ間の相互通信には OCM を使用 し ます。 OCM は DDR メ モ リ に比べて非常に高性能であ
り 、 2 つのプ ロ セ ッ サか ら 低レ イ テ ン シでア ク セ ス で き ます。 両方のプ ロ セ ッ サか ら OCM へのキ ャ ッ
シ ュ ア ク セ ス を無効にす る こ と で、 よ り 確実に確定的なア ク セ ス を保証で き ます。
共有 リ ソ ース に関す る 問題を防ぐ ために、 次の よ う な対策を講 じ てい ます。
1. DDR メ モ リ : Linux が認識で き る メ モ リ 範囲を 0x00000000 ～ 0x2FFFFFFF に限 り ます。 CPU1
は、ベア メ タ ル アプ リ ケーシ ョ ンの実行に 0x30000000 ～ 0x3FFFFFFF の メ モ リ 範囲を使用 し ま
す。
2. L2 キ ャ ッ シ ュ : CPU1 は L2 キ ャ ッ シ ュ を使用 し ません。
3. ICD : PL 内の コ アか ら の割 り 込みは、 CPU1 の PPI コ ン ト ロ ー ラ ーに転送 さ れます。 PPI を使用す
る こ と で、 CPU1 は ICD へのア ク セ ス を要求せずに、 割 り 込みを自由に処理で き ます。
4. タ イ マー : CPU1 は、 ハー ト ビー ト に専用の タ イ マーを使用 し ます。
5. OCM : OCM へのア ク セ ス は、 競合が起 ら ない よ う に各 CPU が非常に注意深 く 処理 し ます。 ハー
ト ビ ー ト については、 CPU1 のみが位置 を書 き 込み、 CPU0 がそれ を読み出 し ま す。 CPU1 か ら
CPU0 にデー タ を送信す る 際は、 CPU1 のみがデー タ 値を書 き 込み、 OCM の異な る ア ド レ ス位置
を セ ッ ト す る こ と に よ っ て フ ラ グ を送信 し ます。 CPU0 はフ ラ グ を検出する と 、 デー タ を読み出 し
て こ の フ ラ グ を ク リ ア し ます。 フ ラ グ を セ ッ ト で き る のは CPU1 のみ、 フ ラ グ を ク リ アで き る のは
CPU0 のみです。
デモの目的でのみ、 こ のサンプル デザ イ ンに含まれ る カ ス タ ム エンベデ ッ ド コ ア を使用 し て簡単な割
り 込み要因を作成で き ます。 こ の コ アに ChipScope™ Analyzer Virtual Input/Output (VIO) コ アの出力
を接続すれば、 ユーザーは PS に対す る 割 り 込みをいつで も 生成可能です。 ま た、 ChipScope Analyzer
VIO コ ア を使用す る と 、 割 り 込みがいつ発生す る か を よ り 正確に制御で き る ため、 割 り 込みレ イ テ ン シ
の測定が容易にな り ます。 ただ し 、 こ の コ アはデザ イ ン では現実的には使用 さ れません。 実用的な割 り
込みは、 ダ イ レ ク ト メ モ リ ア ク セ ス (DMA) エン ジ ン な ど PL 内で実際に機能を果たす ロ ジ ッ ク か ら 生
成 さ れます。
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デザイ ンの概要
ハー ド ウ ェ ア
PL には、 ChipScope Analyzer VIO コ アの同期出力に接続 さ れた カ ス タ ム エンベデ ッ ド コ アが含まれ
ます (図 1)。 VIO コ アは、 ユーザーが ChipScope Analyzer か ら ハー ド ウ ェ ア を制御す る メ カ ニズ ム を
提供 し ます。
X-Ref Target - Figure 1
ILA
Irq_gen
pcore
VIO
Core1_nIRQ
PS
AXI Interconnect
M_AXI_GP0
X1078_01_011513
図 1 : PL のブ ロ ッ ク図
こ のデザ イ ンでは、 VIO がパルス を生成する と 、 カ ス タ ム コ アは割 り 込みを PS の Core1_nIRQ ピ ンに
転送 し ます。カ ス タ ム コ アは AXI イ ン タ ー コ ネ ク ト を介 し て PS のマ ス タ ー汎用ポー ト (M_AXI_GP0)
に も 接続 さ れ る ため、 CPU0 と CPU1 の両方が コ ア内の制御レ ジ ス タ にア ク セ ス で き ます。 CPU1 は割
り 込みサービ ス ルーチン内で割 り 込み要求 (IRQ) を ク リ アす る ために制御レ ジ ス タ にア ク セ ス し ます。
CPU0 はオプ シ ョ ン と し て、 こ の制御 レ ジ ス タ を 使用 し て CPU1 に対す る 割 り 込み を 作成で き ま す。
Core1_nIRQ ピ ンは CPU1 の PPI ブ ロ ッ ク に直接接続 さ れ る ため、 共有 ICD の コ ン フ ィ ギ ュ レーシ ョ
ン を変更す る 必要はあ り ません。デザ イ ンには ChipScope Analyzer の AXI モニ タ ー コ ア も 含まれてい
る ため、 ユーザーは処理中の IRQ の レ イ テ ン シ を測定で き ます。
ア ド レス マ ッ プ
PL には、 制御 レ ジ ス タ を 1 つ備え た irq_gen エ ンベデ ッ ド コ アが 1 つあ り ます。 レ ジ ス タ の位置は、
BASE + 0 (0x78600000) です。 表 1 に IRQ_GEN 制御レ ジ ス タ の説明を示 し ます。
表 1 : IRQ_GEN 制御レ ジ ス タ
ビッ ト
ア ク セス
[31:1]
R/W
[0]
R/W
説明
未使用。 書 き 込まれた値を読み出 し 可能です。
IRQ のアサー ト
• 0 : PS に対 し て IRQ はアサー ト さ れてい ません。
• 1 : PS に対 し て IRQ がアサー ト さ れてい ます。 VIO に よ っ
て VIO_IRQ_TICK ピ ンがアサー ト さ れ る と 、 こ のビ ッ ト が
セ ッ ト さ れます。 CPU に よ っ てセ ッ ト さ れ る こ と も あ り ま
す。 こ のビ ッ ト への書 き 込みでビ ッ ト を ク リ アで き る のは
CPU のみです。
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デザイ ンの概要
ソフ ト ウェア
ソ フ ト ウ ェ アは、 次の 3 つの部分に分割で き ます。
•
フ ァ ース ト ス テージ ブー ト ロ ーダー (FSBL)
•
CPU0 の Linux オペレーテ ィ ン グ シ ス テ ム と アプ リ ケーシ ョ ン
•
CPU1 のベア メ タ ル オペレーテ ィ ン グ シ ス テ ム と アプ リ ケーシ ョ ン
FSBL
FSBL は常に CPU0 上で動作 し ます。 こ れは、 PS のパ ワーオン リ セ ッ ト 後に最初に実行 さ れ る ソ フ ト
ウ ェ ア アプ リ ケーシ ョ ンです。 FSBL は PL を プ ロ グ ラ ム し 、 両アプ リ ケーシ ョ ンの ELF (Executable
and Linkable Format) フ ァ イ ルを DDR メ モ リ に コ ピー し ます。アプ リ ケーシ ョ ン を DDR メ モ リ に ロ ー
ド 後、 FSBL は最初に ロ ー ド さ れた アプ リ ケーシ ョ ンの実行を開始 し ます。
ISE® Design Suite 14.3 に含まれ る FSBL は、 複数のデー タ フ ァ イ ルま たは ELF フ ァ イ ルをサポー ト
し てい ません。 FSBL は、 まず BIT フ ァ イ ルを探 し ます。 BIT フ ァ イ ルが見つかっ た場合は PL に書 き
込みます。 次に、 BIT フ ァ イ ルが見つか っ たか ど う かにかかわ ら ず、 FSBL はアプ リ ケーシ ョ ン ELF を
1 つ メ モ リ に ロ ー ド し 、 実行 し ます。 こ の動作シーケ ン ス は AMP コ ン フ ィ ギ ュ レーシ ョ ン を サポー ト
し ていないため、 FSBL を変更す る 必要があ り ます。
こ の AMP のサンプル プ ロ ジ ェ ク ト フ ァ イ ルの FSBL は、 ロ ー ド 先のア ド レ ス が 0xFFFFFFF0 の フ ァ
イ ルを検出す る ま で フ ァ イ ル検索 と メ モ リ への ロ ー ド を継続す る よ う に変更が加え ら れてい ます。 フ ァ
イ ルを検出す る と 、 FSBL は こ の最後の フ ァ イ ルを ダ ウ ン ロ ー ド し た う えで、 最初に見つかっ た非 BIT
フ ァ イ ルま たは非ブー ト フ ァ イ ル ( こ れは CPU0 用アプ リ ケーシ ョ ン ) の実行可能な ア ド レ ス にジ ャ ン
プ し ます。 CPU1 起動の詳細は、 『Zynq-7000 All Programmable SoC テ ク ニ カル リ フ ァ レ ン ス マニ ュ
アル』 [参照 1] を参照 し て く だ さ い。
Linux
AMP で Linux を使用す る 最 も 簡単な方法は、 Linux を対称型マルチプ ロ セ ッ シ ン グ (SMP) と し て構成
し 、 利用可能な CPU の数を 1 に制限する こ と です。 こ れに よ り 、 Linux はマルチ CPU 環境向けに ICD
お よ び SCU を正 し く 構成 し ます。
Linux カーネル、 U-Boot、 デバ イ ス ツ リ ー、 お よ びルー ト フ ァ イ ル シ ス テ ム ramdisk の作成について
は、 Wiki ページ http://wiki.xilinx.com を参照 し て く だ さ い。 生成 さ れたすべての フ ァ イ ルは、 こ のア
プ リ ケーシ ョ ン ノ ー ト に付属のプ ロ ジ ェ ク ト フ ァ イ ルの一部 と し て使用で き ます。
SMP で CPU を 1 つだけ使用する よ う に Linux に指示する には、 デバ イ ス ツ リ ー内の bootargs を変更
し 、 maxcpus=1 を追加 し ます。 デフ ォ ル ト では、 Linux の .config は、 ZC702 デモ ボー ド 上で SMP
を使用す る よ う に既にセ ッ ト ア ッ プ さ れてい ます。
ま た、 デバ イ ス ツ リ ーは、 CPU1 のアプ リ ケーシ ョ ン用に未使用の メ モ リ 空間を確保す る ため、 Linux
が利用で き る メ モ リ 容量を縮小す る よ う に変更 さ れてい ます。
Linux ア プ リ ケーシ ョ ン
ベア メ タ ル アプ リ ケーシ ョ ン を実行 し てい る CPU1 と の通信用に、CPU0 上で実行 さ れ る 2 つの Linux
アプ リ ケーシ ョ ン が用意 さ れてい ます。 第 1 のアプ リ ケーシ ョ ン (rwmem) は、 Linux か ら OCM への
シ ン プルな メ モ リ 読み出 し /書 き 込みア ク セ ス を提供 し ま す。 こ の rwmem ア プ リ ケーシ ョ ン を使用 し
て、 OCM 内のア ド レ ス の peek と poke (読み出 し と 書き 込み) を実行で き ます。 特定のア ド レ ス位置が
変更 さ れ る と 、 CPU1 が こ れを検出 し て特定の方法で応答 し ます。 第 2 のアプ リ ケーシ ョ ン (softUart)
は、 事前に定義 さ れた OCM 内の メ モ リ 位置を介 し て、 CPU0 上で動作する Linux と CPU1 上で動作す
る ベア メ タ ル間に UART 形式の通信機能を提供 し ます。
PS に電源が投入 さ れ、 内部ブー ト ROM の実行が完了する と 、 CPU1 は OCM の 0xFFFFFE00 にあ る
短い コ ー ド に リ ダ イ レ ク ト さ れます。 こ の コ ー ド は イ ベン ト を待機す る 継続的なループで、 ア ド レ ス位
置 0xFFFFFFF0 に 0 以外の値が格納 さ れていないか を確認 し てループを続行 し ます。 0xFFFFFFF0 に
0 以外の値があ る と 、 CPU1 はフ ェ ッ チ さ れた ア ド レ ス にジ ャ ンプ し ます。
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デザイ ンの概要
Linux を実行 し てい る CPU0 は、付属の rwmem アプ リ ケーシ ョ ン を使用 し てア ド レ ス 0xFFFFFFF0 に
値 0x30000000 を書き 込む こ と に よ り 、ベア メ タ ルを実行 し てい る CPU1 を起動し ます。通常は、CPU0
は set event (SEV) コ マン ド を実行 し て CPU1 を ウ ェー ク ア ッ プす る必要があ り ます。CPU0 上で動作 し
てい る Linux は、 常に割 り 込み ( イ ベン ト の も う 1 つの ソ ース ) を処理 し てい る ため、 SEV コ マ ン ド は
不要 で す。 CPU1 が ウ ェ ー ク ア ッ プ す る と 、 rwmem コ マ ン ド を 使用 し て 書 き 込 ま れ た ア ド レ ス
0xFFFFFFF0 か ら 値 0x30000000 を 読み出 し 、 ア ド レ ス 0x30000000 に ジ ャ ン プ し ま す。 CPU1 の
ELF は、 FSBL に よ っ て 0x30000000 に置かれた こ と に注意 し て く だ さ い。
デザ イ ン フ ァ イ ルに含まれてい る softUart アプ リ ケーシ ョ ンは、 Linux でバ ッ ク グ ラ ウ ン ド タ ス ク と
し て実行 さ れます。 softUart は、 実行中に共有 OCM の メ モ リ 位置 0xFFFF9000
(COMM_TX_FLAG_OFFSET) お よ び 0xFFFF9004 (COMM_TX_DATA_OFFSET) を継続的にモニ
タ ー し ます。 COMM_TX_FLAG_OFFSET に 1 が現れ る ご と に、 softUart は
COMM_TX_DATA_OFFSET の値を読み出 し 、 その値を文字列の配列に一時的に格納 し ます。 0x0A
の値 (\n) を受信す る と 、 文字列の配列が STDOUT に示 さ れます。 softUart は、
COMM_TX_DATA_OFFSET か ら 値を読み出すたびに、 COMM_TX_FLAG_OFFSET の内容を ク リ
ア し ます。 こ の ク リ アに よ っ て、 Linux 上の softUart アプ リ ケーシ ョ ンに別の文字を送信で き る こ と が
CPU1 に通知 さ れます。
ベア メ タ ル ア プ リ ケーシ ョ ンの コ ー ド
リ フ ァ レ ン ス デザ イ ン では、 CPU1 がベア メ タ ル アプ リ ケーシ ョ ン コ ー ド を実行 し ます。 CPU0 上で
動作す る Linux が共有 リ ソ ース を初期化 し 、 CPU1 を起動 し ます。
EDK 14.3 イ ン ス ト ールの一部で あ る standalone_v3_07_a と い う 名前のベア メ タ ル ボー ド サポー ト
パ ッ ケージ (BSP) は、プ リ プ ロ セ ッ サの定義済み定数 USE_AMP をサポー ト し ます。こ の定数は、CPU0
に よ っ て 既に初期化 さ れ て い る PS SCU が BSP に よ っ て 再度初期化 さ れ る こ と を 防 ぎ ま す。 定数
USE_AMP の使用に伴 う 注意点の 1 つ と し て、 メ モ リ のエ イ リ ア ス を作成す る ための MMU のマ ッ ピ
ン グ 調整が あ り ま す。 こ の調整に よ り 、 ア ド レ ス 0x20000000 に位置す る 物理 メ モ リ は、 仮想的に
0x00000000 にマ ッ ピ ン グ さ れます。 こ の再マ ッ ピ ン グは、 BSP ブー ト フ ァ イ ル boot.S 内で実行 さ
れます。 こ のデザ イ ンでは、再マ ッ ピ ン グの必要はあ り ません。 リ フ ァ レ ン ス デザ イ ンには、USE_AMP
が設定 さ れた場合に再マ ッ ピ ン グ を削除す る 、 BSP の改訂バージ ョ ンが含まれてい ます。
こ の AMP リ フ ァ レ ン ス デザ イ ンでは、 ベア メ タ ル アプ リ ケーシ ョ ンは Zynq UART を使用 し ません。
代わ り に、 CPU1 上で動作する アプ リ ケーシ ョ ンには独自の outbyte() 関数が含まれてお り 、 CPU0 上の
Linux アプ リ ケーシ ョ ンで動作する ソ フ ト ウ ェ ア UART と の OCM を介 し た通信には、こ の関数が使用
さ れ ま す。 outbyte() 関数を追加す る こ と で、 ス タ ン ド ア ロ ン BSP のすべての stdout 機能は維持 さ れ、
xil_printf() な ど の関数が使用可能ににな り ます。
共有 リ ソ ー ス の競合を防 ぐ た め、 CPU1 上で動作す る ベア メ タ ル ア プ リ ケーシ ョ ン が SCU な ど の リ
ソ ース にア ク セ ス し ない よ う に注意す る 必要があ り ます。 Linux は OCM へのキ ャ ッ シ ュ ア ク セ ス を無
効に し ま すが、 デ フ ォ ル ト の ス タ ン ド ア ロ ン BSP は OCM の キ ャ ッ シ ュ を有効に し よ う と す る ため、
Linux と 競合 し ます。 AMP コ ン フ ィ ギ ュ レーシ ョ ンでは、 CPU1 の main() アプ リ ケーシ ョ ン関数内で
関数 XIL_SetTlbAttributes() を使用 し て、 OCM のキ ャ ッ シ ュ を無効に し ます。 付属の ソ ース コ ー ド で
は、 こ の XIL_SetTlbAttributes() 関数が L1 キ ャ ッ シ ュ のみを フ ラ ッ シ ュ し 、 L2 キ ャ ッ シ ュ を その ま ま
残す よ う に変更 さ れてい ま すが、 こ れは L2 キ ャ ッ シ ュ が制御 さ れ る SCU へのア ク セ ス を防 ぐ ためで
す。
CPU1 上で実行 さ れ る ベア メ タ ル コ ー ド が L2 キ ャ ッ シ ュ を制御する 必要が生 じ た場合は、 ベア メ タ ル
コ ー ド が Linux に対 し て必要な SCU の変更を要求で き る よ う に、 通信チ ャ ネルが作成 さ れ る 必要があ
り ます。 こ れはサンプル デザ イ ンの範囲 と 要件を超え てい る ため、 ベア メ タ ル コ ー ド か ら SCU へは直
接ア ク セ ス で き ない よ う に変更が加え ら れてい ます。
CPU1 用ア プ リ ケーシ ョ ン
CPU1 用のアプ リ ケーシ ョ ンは、 ア ド レ ス 0x30000000 か ら 始 ま る メ モ リ 位置に配置 さ れ ま す。 開始
ア ド レ ス の設定には リ ン カー ス ク リ プ ト を使用 し ます。
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リ フ ァ レ ン ス デザイ ン
CPU1 用のアプ リ ケーシ ョ ンは、 次を実行 し ます。
1. ア ド レ ス範囲 0xFFFF0000 ～ 0xFFFFFFFF の OCM ア ク セ ス に対 し てはキ ャ ッ シ ュ が無効にな る
よ う に MMU を設定 し ます。 OCM のア ド レ ス マ ッ プは変更 し ません。 し たがっ て、 OCM の位置
はア ド レ ス 0x00000000 ～ 0x0002FFFF お よ び 0xFFFF0000 ～ 0xFFFFFFFF にな り ます。 デザ
イ ンは OCM の上位 64KB のみを使用する ため、ア ド レ ス 0xFFFF0000 ～ 0xFFFFFFFF に対 し て
キ ャ ッ シ ュ を無効に し ます。
2. PPI 割 り 込み コ ン ト ロ ー ラ ーお よ び割 り 込みサブシ ス テ ム を初期化 し ます。
3. OCM の位置 (COMM_VAL) を イ ン ク リ メ ン ト し ます。 こ の OCM 位置はハー ト ビー ト と 呼ばれま
す。
4. 1 秒間ス リ ープ し ます。
5. CPU1 の main() 関数が、 手順 3 と 手順 4 を続けて繰 り 返 し ます。
6. 割 り 込みが検出 さ れ る と 、バ ッ ク グ ラ ウ ン ド の割 り 込みサービ ス ルーチンに よ っ てエンベデ ッ ド コ
アの割 り 込みス テー タ ス が ク リ ア さ れ、 文字列が出力 さ れます。 print 文か ら の出力は リ ダ イ レ ク ト
さ れ、 OCM の COMM_TX_FLAG_OFFSET お よ び COMM_TX_DATA_OFFSET の位置が使用
さ れます。 Linux は OCM デー タ を参照 し 、 Linux コ ン ソ ールに文字列を出力 し ます。
リ フ ァ レンス
デザイ ン
リ フ ァ レ ン ス デザ イ ン フ ァ イ ルは、 次のサ イ ト か ら ダ ウ ン ロ ー ド で き ます。
https://secure.xilinx.com/webreg/clickthrough.do?cid=202155
表 2 に、 リ フ ァ レ ン ス デザ イ ンの詳細を示 し ます。
表 2 : リ フ ァ レ ン ス デザイ ンの詳細
パラ メ ー タ ー
説明
全般
John McDougall
開発者
タ ーゲ ッ ト デバ イ ス ( ス テ ッ ピ ン グ レベル、 ES、 プ ロ ダ XC7Z020-CLG484-1
ク シ ョ ン、 ス ピー ド グ レー ド )
ソ ース コ ー ド の提供
あり
ソ ース コ ー ド の形式
VHDL お よ び Verilog
既存のザ イ リ ン ク ス アプ リ ケーシ ョ ン ノ ー ト / リ フ ァ レ な し
ン ス デザ イ ン、 CORE Generator ツ ール、 サー ド パー
テ ィ か ら デザ イ ンへの コ ー ド /IP の使用
シ ミ ュ レーシ ョ ン
論理シ ミ ュ レーシ ョ ンの実施
なし
タ イ ミ ン グ シ ミ ュ レーシ ョ ンの実施
なし
論理お よ び タ イ ミ ン グ シ ミ ュ レ ーシ ョ ン での テ ス ト ベ な し
ンチの利用
テ ス ト ベンチの形式
N/A
使用 し た シ ミ ュ レー タ /バージ ョ ン
N/A
SPICE/IBIS シ ミ ュ レーシ ョ ンの実施
なし
イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ン
使用 し た合成ツール/バージ ョ ン
XST 14.3
使用 し た イ ンプ リ メ ン テーシ ョ ン ツール/バージ ョ ン
EDK 14.3
ス タ テ ィ ッ ク タ イ ミ ン グ解析の実施
あり
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イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンの説明
表 2 : リ フ ァ レ ン ス デザイ ンの詳細 (続き )
パラ メ ー タ ー
説明
ハー ド ウ ェ ア検証
ハー ド ウ ェ ア検証の実施
あり
検証に使用 し たハー ド ウ ェ ア プ ラ ッ ト フ ォーム
ZC702 ボー ド
リ フ ァ レ ン ス デザ イ ンには、 次の フ ァ イ ルが含まれてい ます。
•
XPS プ ロ ジ ェ ク ト
•
Linux お よ び CPU1 用アプ リ ケーシ ョ ンの SDK ソ ース フ ァ イ ル
•
生成済みフ ァ イ ル
•
BIT フ ァ イ ル
•
SD カー ド 用の全フ ァ イ ル
•
Linux お よ び CPU1 用アプ リ ケーシ ョ ンの ELF フ ァ イ ル
•
BOOT.BIN ビル ド ス ク リ プ ト
•
変更済みのベア メ タ ル BSP
•
変更済みの sw_apps FSBL
•
変更済みの devicetree.dts お よ び devicetree.dtb
表 3 と 表 4 にデバ イ ス使用率の詳細を示 し ます。
表 3 : デバイ ス使用率 (1)
パラ メ ー タ ー
仕様/詳細
デバ イ ス使用率 ( テ ス ト ベンチな し )
ス ラ イ ス数
246
GCLK バ ッ フ ァ ー数
PS7
2
1
RAMB36
1
Verilog/VHDL
HDL 言語のサポー ト
表 4 : デバイ ス使用率 (2)
イ ン プ リ メ ン テー
シ ョ ンの説明
デバイ ス
ス ピー ド
グレー ド
パ ッ ケージ
マ ッ プ前 (合成制約)
配線後
ス ラ イ ス数
XC7Z020
-1
CLG484
240MHz
160MHz
246 (1%)
こ こ では、 リ フ ァ レ ン ス デザ イ ンの イ ンプ リ メ ン テーシ ョ ンについて説明 し ます。
デザ イ ン フ ァ イ ルは design と い う デ ィ レ ク ト リ に解凍 し ます。 フ ァ イ ルの解凍後、 design\work
と い う 名前の新規デ ィ レ ク ト リ を作成 し ます。 フ ァ イ ルは、 次の よ う に コ ピー し ます。
design\src\bootgen か ら design\work\bootgen
design\src\edk_system か ら design\work\edk_system
リ フ ァ レ ン ス デ ザ イ ン に は 生成済み の フ ァ イ ル も すべ て 付属 し て お り 、 そ れ ら は デ ィ レ ク ト リ
design\generated_files に格納 さ れてい ます。
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イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンの説明
ハー ド ウ ェ アの生成
こ のセ ク シ ョ ンでは、 ハー ド ウ ェ ア デザ イ ンの作成について説明 し ます。 こ のセ ク シ ョ ン を省略 し て、
「アプ リ ケーシ ョ ンの生成」 に進む こ と も で き ます。 コ ンパ イ ル済みのデザ イ ンは、
design\generated_files\fpga\download.bit にあ り ます。
エンベデ ッ ド デザ イ ン を イ ンプ リ メ ン ト し て SDK にエ ク ス ポー ト す る には、 次の手順に従い ます。
1. XPS を起動 し て、 次の場所にあ る エンベデ ッ ド プ ロ ジ ェ ク ト を開 き ます。
design\work\edk_system\system.xmp
2. [device_configuration] → [update_bitstream] を ク リ ッ ク し ます。 完了す る と 、 次の場所にダ ウ ン
ロ ー ド 可能な FPGA BIT フ ァ イ ルが生成 さ れます。
design\work\edk_system\implementation\download.bit
次の場所には コ ンパ イ ル済みの BIT フ ァ イ ルがあ り ます。
design\generated_files\fpga\download.bit
3. [Project] → [export_hardware_design_to_SDK] を ク リ ッ ク し て、 ハー ド ウ ェ ア プ ロ ジ ェ ク ト を
SDK にエ ク ス ポー ト し ます。[Export & Launch SDK] をオンに し ます。こ こ で、XPS は system.xml
フ ァ イ ルを使用し てエンベデ ッ ド シ ス テ ムの コ ン フ ィ ギ ュ レーシ ョ ン をエ ク ス ポー ト し ます。 SDK
は、 こ のフ ァ イ ルに よ っ てデザ イ ンに含まれ る ペ リ フ ェ ラ ル と ベース ア ド レ ス を把握 し ます。 こ の
フ ァ イ ルは、 デ ィ レ ク ト リ design\work\edk_system\SDK\SDK_Export\hw に自動的にエ ク ス
ポー ト さ れ ます。 SDK で ワ ー ク スペース の場所を尋ね る ダ イ ア ロ グ ボ ッ ク ス が表示 さ れ ます。 参
照ボ タ ン を ク リ ッ ク し て、 デ ィ レ ク ト リ design\work\edk_system\SDK を選択 し 、 [OK] を ク
リ ッ ク し ます。 2 度目に [OK] を ク リ ッ ク す る 前に、 選択 し たデ ィ レ ク ト リ の最後に \Workspace
を追加 し ます (図 2)。 SDK に よ っ て Workspace サブデ ィ レ ク ト リ が自動的に作成 さ れます。
X-Ref Target - Figure 2
X1078_02_011713
図 2 : ワー ク スペース デ ィ レ ク ト リ の選択
ア プ リ ケーシ ョ ンの生成
SDK の設定
こ のデザ イ ンには、 ス タ ン ド ア ロ ン BSP フ ァ イ ル (ベア メ タ ル アプ リ ケーシ ョ ンが使用) と 変更済みの
FSBL フ ァ イ ルが含まれてい ます。 SDK で こ れ ら の フ ァ イ ルの情報を使用す る には、 新 し い リ ポジ ト リ
を認識す る よ う に SDK を設定す る 必要があ り ます。
1. SDK を起動 し 、 ワ ー ク スペース の design\work\edk_system\SDK\Workspace を開き ます。
[Export & Launch SDK] を オンに し て XPS を使用 し た場合は、 こ の手順は不要です。
2. 変更済みス タ ン ド ア ロ ン BSP お よ び変更済み FSBL を含む付属の リ ポジ ト リ を SDK が参照で き
る よ う に し ます (図 3)。
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イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンの説明
•
[Xilinx_tools] → [Repositories] を ク リ ッ ク し ます。
a. [Local Repositories] の横にあ る [New] を ク リ ッ ク し ます。
•
参照ボ タ ン を ク リ ッ ク し 、 デ ィ レ ク ト リ design\src\sdk_repo を選択 し ます。
•
[OK] を ク リ ッ ク し ます。
X-Ref Target - Figure 3
X1078_03_011713
図 3 : リ ポジ ト リ の選択
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イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンの説明
カ ス タ ム FSBL ア プ リ ケーシ ョ ンの作成
1. 「SDK の設定」 で説明 さ れてい る 手順が既に実行 さ れてい る こ と を確認 し ます。
2. リ ポジ ト リ の新 し いテ ンプ レー ト を使用 し て FSBL を作成 し ます (図 4)。
a. [File] → [New] → [Application_Project] を ク リ ッ ク し ます。
b. [Project Name] に 「amp_fsbl」 と 入力 し ます。
X-Ref Target - Figure 4
X1078_04_011713
図 4 : FSBL の作成
c. [Next] を ク リ ッ ク し ます。
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イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンの説明
d. [Available Templates] か ら [Zynq FSBL for AMP] を選択 し ます。 リ ス ト に こ のテ ンプ レー ト
が表示 さ れない場合は、 リ ポジ ト リ が正 し く 設定 さ れてい る こ と を確認 し て く だ さ い (図 5)。
X-Ref Target - Figure 5
X1078_05_011713
図 5 : カ ス タ ム FSBL テ ン プ レー ト の選択
e. [Finish] を ク リ ッ ク し ます。
3. SDK が新 し い amp_fsbl_bsp および amp_fsbl アプ リ ケーシ ョ ンの コ ンパ イ ルを完了する と 、 次の場
所に FSBL ELF が生成 さ れます。
design\work\edk_system\SDK\Workspace\amp_fsbl\Debug\amp_fsbl.elf
次の場所には コ ンパ イ ル済みの ELF があ り ます。
design\generated_files\SDK_apps\amp_fsbl.elf
CPU1 用ベア メ タ ル ア プ リ ケーシ ョ ンの作成
こ のセ ク シ ョ ン では、 FSBL に よ っ て DDR メ モ リ に ロ ー ド さ れた後に CPU1 上で実行 さ れ る ア プ リ
ケーシ ョ ンの ELF の作成方法について説明 し ます。CPU1 はカ ス タ マ イ ズ さ れた BSP を使用す る ため、
こ の手順は CPU0 用アプ リ ケーシ ョ ンの作成手順 と 若干異な り ます。 こ のデザ イ ンでは、 CPU1 が ICD
や SCU な ど の共有 リ ソ ース にア ク セ スす る こ と はで き ません。
アプ リ ケーシ ョ ンは コ ンパ イ ル済みであ り 、design\generated_files\SDK_apps\app_cpu1.elf
にあ り ます。
1. デザ イ ン付属の リ ポジ ト リ にあ る 、カ ス タ マ イ ズ さ れた ス タ ン ド ア ロ ン BSP を使用 し 、SDK に よ っ
て BSP を作成 し ます (図 6)。
a. [File] → [New] → [board_support_package] を ク リ ッ ク し ます。
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イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンの説明
b. [Project name] を 「app_cpu1_bsp」 に変更 し ます。
c. [CPU] を [ps7_cortexa9_1] に変更 し ます。
d. [Board Support Package OS] を [standalone_amp] に変更 し ます。
X-Ref Target - Figure 6
X1078_06_011713
図 6 : CPU1 の BSP
e. [Finish] を ク リ ッ ク し ます。
f. ボー ド サポー ト パ ッ ケージの設定画面で、 [overview] → [standalone_amp] を ク リ ッ ク し 、
[stdin] と [stdout] の両方を [none] に変更 し ます (図 7)。
X-Ref Target - Figure 7
X1078_07_011713
図 7 : CPU1 : STDIN な し 、 STDOUT な し の設定
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イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンの説明
g. [Overview] → [drivers] → [cpu_cortexa9] を ク リ ッ ク し て、 [extra_compiler_flags] に
-DUSE_AMP=1 を追加 し ます (図 8)。
X-Ref Target - Figure 8
X1078_08_011713
図 8 : CPU1 の BSP : USE_AMP の追加
h. [OK] を ク リ ッ ク し ます。
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イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンの説明
2. CPU1 上で実行 さ れ る ベア メ タ ル アプ リ ケーシ ョ ン を作成 し 、 付属の ソ フ ト ウ ェ ア を イ ン ポー ト し
ます (図 9)。
a. [File] → [New] → [application_project] を ク リ ッ ク し ます。
b. [Project name] に 「app_cpu1」 と 入力 し ます。
c. [Processor] を [ps7_cortexa9_1] に変更 し ます。
d. [Board Support Package] を [Use existing] に変更 し 、 [app_cpu1_bsp] を選択 し ます。
X-Ref Target - Figure 9
X1078_09_011713
図 9 : CPU1 用ア プ リ ケーシ ョ ンの作成
e. [Next] を ク リ ッ ク し ます。
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イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンの説明
f. [Empty Application] テ ンプ レー ト を選択 し ます (図 10)。
X-Ref Target - Figure 10
X1078_10_011713
図 10 : CPU1 : 空のア プ リ ケーシ ョ ン
g. [Finish] を ク リ ッ ク し ます。
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イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンの説明
h. SDK の [Project Explorer] タ ブで [app_cpu1] を展開 し 、[src] フ ォ ルダーを右 ク リ ッ ク し ます。
i. [Import] を ク リ ッ ク し ます (図 11)。
X-Ref Target - Figure 11
X1078_11_011713
図 11 : SDK によ る app_cpu1 のイ ンポー ト
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イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンの説明
j. [General] → [File_System] を ク リ ッ ク し ます (図 12)。
X-Ref Target - Figure 12
X1078_12_011713
図 12 : CPU1 : 一般的な フ ァ イル シ ス テムのイ ンポー ト
k. [Next] を ク リ ッ ク し ます。
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イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンの説明
l. 参照ボ タ ン を ク リ ッ ク し、 デ ィ レ ク ト リ design\src\apps\app_cpu1 を選択 し ます。
m. 左側のペ イ ンで [app_cpu1] を選択 し ますが、 チ ェ ッ ク ボ ッ ク ス はオンに し ないで く だ さ い。
右側のペ イ ンですべての フ ァ イ ルを選択 し ます (図 13)。
X-Ref Target - Figure 13
X1078_13_011713
図 13 : CPU1 イ ンポー ト する フ ァ イルの選択
n. [Finish] を ク リ ッ ク し ます。
o. [Yes] を ク リ ッ ク し て、 lscript.ld を上書 き し ます。
3. SDK が新規アプ リ ケーシ ョ ンの コ ンパ イ ルを完了す る と 、 次の場所に ELF が生成 さ れます。
design\work\edk_system\SDK\Workspace\app_cpu1\Debug\app_cpu1.elf
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イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンの説明
Linux ア プ リ ケーシ ョ ン RWMEM の作成
こ のユーテ ィ リ テ ィ は、 XMD (Xilinx Microprocessor Debug) の mrd お よ び mwr コ マ ン ド と 同様に、
Linux コ ン ソ ールか ら メ モ リ 位置へのシ ンプルな読み出 し お よ び書 き 込みア ク セ ス を提供 し ます。 アプ
リ ケーシ ョ ンは コ ンパ イ ル済みであ り 、 design\generated_files\SDK_apps\rwmem.elf にあ り
ます。
1. 空の Linux アプ リ ケーシ ョ ン を作成 し ます (図 14)。
a. [File] → [new] → [Application_Project] を ク リ ッ ク し ます。
b. [Project name] に 「rwmem」 と 入力 し ます。
c. [OS Platform] を [Linux] に変更 し ます。
X-Ref Target - Figure 14
X1078_14_011713
図 14 : RWMEM の作成
d. [Next] を ク リ ッ ク し ます。
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イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンの説明
e. [Linux Empty Application] テ ンプ レー ト を選択 し ます (図 15)。
X-Ref Target - Figure 15
X1078_15_011713
図 15 : Linux の空のア プ リ ケーシ ョ ン
f. [Finish] を ク リ ッ ク し ます。
2. 付属の rwmem ソ ース を イ ン ポー ト し ます。
a. SDK の [Project Explorer] タ ブで [rwmem] を展開 し 、 [src] を右 ク リ ッ ク し ます。
b. [Import] を ク リ ッ ク し ます。
c. [General] → [File_System] を ク リ ッ ク し ます。
d. 参照ボ タ ン を ク リ ッ ク し 、 デ ィ レ ク ト リ design\src\apps\rwmem を選択 し ます。
e. [OK] を ク リ ッ ク し ます。
3. 右側のペ イ ンで [rwmem.c] を選択 し ます。 左側のペ イ ン では何 も 選択 し ないで く だ さ い。 [Finish]
を ク リ ッ ク し ます。
4. SDK が新規アプ リ ケーシ ョ ンの コ ンパ イ ルを完了する と 、
design\work\edk_system\SDK\Workspace\rwmem\Debug\rwmem.elf に ELF フ ァ イ ルが
生成 さ れます。 コ ンパ イ ル済みの フ ァ イ ルが
design\generated_files\SDK_apps\rwmem.elf にあ り ます。
Linux ア プ リ ケーシ ョ ン Soft UART の作成
Soft UART アプ リ ケーシ ョ ンは Linux 上で実行 さ れ、OCM を継続的にモニ タ ー し て CPU1 か ら デー タ
を受信 し ます。 受信 し たデー タ は Linux タ ー ミ ナルにエ コ ー さ れます。
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イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンの説明
こ のアプ リ ケーシ ョ ンは既に コ ンパ イ ル さ れ、
design\generated_files\SDK_apps\softUart.elf で利用可能にな っ てい ます。
1. 「Linux アプ リ ケーシ ョ ン RWMEM の作成」 と 同 じ 手順に従い ます。 ただ し 、 プ ロ ジ ェ ク ト に
softUart と い う 名前を付けて、 付属の design\src\apps\softUart か ら ソ ース を イ ン ポー ト し
ます。
2. SDK が新規アプ リ ケーシ ョ ンの コ ンパ イ ルを完了する と 、
design\work\edk_system\SDK\Workspace\softUart\Debug\softUart.elf に EFL フ ァ
イ ルが生成 さ れます。 コ ンパ イ ル済みの フ ァ イ ルが
design\generated_files\SDK_apps\softUart.elf にあ り ます。
Linux カ ーネルの作成
Linux カーネルのダ ウ ン ロ ー ド およ び コ ンパ イ ルの詳細は、 Wiki ページ http://wiki.xilinx.com を参照 し
て く だ さ い。 こ のサンプル デザ イ ンでは、 xilinx-14.3-build2 の タ グが付いた ビル ド を使用 し ます。 コ ン
パ イ ル済みのカーネルの コ ピーは、 design\generated_files\linux\uImage に含まれてい ます。
使用す る コ マ ン ド は次の と お り です。
1. Wiki の説明に従っ て git を使用 し て カーネルを ダ ウ ン ロ ー ド し 、 ビル ド を xilinx-14.3-build2
に設定 し ます。
git clone git://git.xilinx.com/linux-xlnx.git
cd linux-xlnx
git pull origin xilinx-14.3-build2
ま たは
git checkout -b xilinx-14.3-build2 xilinx-14.3-build2
2. Wiki の説明に従っ て カーネルを構築 し ます。
make ARCH=arm xilinx_zynq_defconfig
make ARCH=arm uImage
注記 : 詳細は、 Wiki を参照 し て く だ さ い。
カーネルが コ ンパ イ ル さ れ、 arch/arm/boot/uImage に置かれます。
Linux デバイ ス ツ リ ーの作成
デバ イ ス ツ リ ーの コ ンパ イ ル手順については、Wiki ページ http://wiki.xilinx.com を参照 し て く だ さ い。
デバ イ ス ツ リ ーを変更 し て、 Linux SMP が 1 つの CPU のみを使用す る よ う に し 、 Linux が利用で き る
メ モ リ 容量を減 ら し ま す。 変更済みの devicetree.dts お よ び コ ンパ イ ル済みの devicetree.dtb
の コ ピーは、 design\generated_files\boot に含まれてい ます。
使用す る コ マ ン ド は次の と お り です。
1. ダ ウ ン ロ ー ド し た Linux カーネルに含まれてい る zynq-zc702.dts デバ イ ス ツ リ ーを新 し い位
置に コ ピー し ます。
cp arch/arm/boot/dts/zynq-zc702.dts <somewhere>
2. コ ピー し たデバ イ ス ツ リ ーを変更 し 、 メ モ リ 容量を減 ら し ます。 メ モ リ エン ト リ は次の よ う にな
り ます。
memory {
device_type = "memory";
reg = <0x00000000 0x30000000>;
};
3. bootargs 代入文に maxcpus=1 を追加 し 、 CPU の最大数を 1 に設定 し ます。
bootargs = "console=ttyPS0,115200 maxcpus=1 root=/dev/ram rw
ip=:::::eth0:dhcp earlyprintk";
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イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンの説明
4. Wiki ページの説明に従っ て、 新 し い devicetree.dts を コ ンパ イ ル し て devicetree.dtb を
作成 し ます。 scripts/dtc/dtc -I dts -O dtb -o <somewhere>/devicetree.dtb
<somewhere>/zynq-zc702.dts
注記 : 詳細は Wiki を参照 し て く だ さ い。
カーネルか ら 利用可能なデバ イ ス ツ リ ーは、 イ ーサネ ッ ト に DHCP を使用 し ます。 イ ーサネ ッ ト カー
ド が DHCP サーバーのネ ッ ト ワー ク にア ク セ ス で き ない場合、 IP ア ド レ ス を固定で設定す る と 、 Linux
のブー ト 時間が大幅に短縮 さ れます。 こ れを行 う には、 bootargs の一部を次の よ う に変更 し ます。
ip=:::::eth0:dhcp
から
ip=110.0.0.5::110.0.0.1:255.255.255.0::eth0:dhcp
U-Boot の作成
U-boot のダ ウ ン ロ ー ド お よ び コ ンパ イ ルの詳細は、 Wiki ページ http://wiki.xilinx.com を参照 し て く だ
さ い。 こ のサ ン プル デザ イ ン では、 xilinx-14.3-build2 の タ グが付いた ビル ド を使用 し ま す。 コ ンパ イ
ル済みの U-Boot の コ ピーは、 design\generated_files\linux\u-boot.elf に含まれてい ます。
使用す る コ マ ン ド は次の と お り です。
1. Wiki の説明に従っ て git を使用 し て U-boot を ダ ウ ン ロ ー ド し 、ビル ド を xilinx-14.3-build2 に設定
し ます。
git clone git://git.xilinx.com/u-boot-xlnx.git
cd u-boot-xlnx
git pull origin xilinx-14.3-build2
ま たは
git checkout -b xilinx-14.3-build2 xilinx-14.3-build2
2. Wiki の説明に従っ て U-boot を構築 し ます。
make zynq_zc70x_config
make
mv u-boot u-boot.elf
注記 : 詳細は Wiki を参照 し て く だ さ い。
U-Boot が コ ンパ イ ル さ れ、 ./u-boot.elf に置かれます。
ルー ト フ ァ イル シ ス テムの取得
バージ ョ ン 14.3 用のルー ト フ ァ イ ル シ ス テ ム ramdisk のダ ウ ン ロ ー ド 手順については、 Wiki ページ
http://wiki.xilinx.com を参照 し て く だ さ い。 ramdisk の コ ピーは、
design\generated_files\linux\uramdisk.image.gz に含まれてい ます。
ダ ウ ン ロ ー ド さ れた ramdisk は、 U-Boot に よ っ て使用で き る よ う に既に ラ ッ プ さ れてい ます。 ス タ ー
ト ア ッ プ タ ス ク な ど を変更す る 必要があ る 場合は、 ダ ウ ン ロ ー ド し た ramdisk の ラ ッ プ解除、 マ ウ ン
ト 、 修正、 マ ウ ン ト 解除、 再 ラ ッ プ を実行す る 必要があ り ます。 必要な手順は次の と お り です。
1. ramdisk を ラ ッ プ解除 し 、 マ ウ ン ト し ます。
dd if=./uramdisk.image.gz bs=64 skip=1 of=ramdisk.gz
gunzip ramdisk.gz
mkdir tmp_copy
sudo mount -o loop ramdisk ./tmp_copy
2. こ れで、 ramdisk は ./tmp_copy にマ ウ ン ト さ れます。
3. ramdisk を マ ウ ン ト 解除 し 、 再 ラ ッ プ し ます。
sudo umount ./tmp_copy
gzip ramdisk
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イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンの説明
<ubootRoot>/tools/mkimage -A arm -T ramdisk -C gzip -d ramdisk.image.gz
uramdisk.image.gz
ブー ト フ ァ イルの生成
ブー ト フ ァ イ ル BOOT.BIN には通常、 FSBL、 FPGA の BIT フ ァ イ ル、 お よ び CPU0 上で動作す る ア
プ リ ケーシ ョ ン用の ELF (U-Boot) が含まれてい ます。 こ のサンプル デザ イ ン では、 複数のアプ リ ケー
シ ョ ン を ダ ウ ン ロ ー ド す る よ う に FSBL が変更 さ れてい る ため、 CPU1 上で動作す る 2 番目のア プ リ
ケーシ ョ ンの ELF も BOOT.BIN に含まれます。
デザ イ ン フ ァ イ ルには、 バ ッ チ フ ァ イ ル、 BootGen コ ン フ ィ ギ ュ レーシ ョ ン フ ァ イ ル、 お よ びデー タ
ま たは ELF フ ァ イ ルのダ ウ ン ロ ー ド を停止す る よ う に FSBL を ト リ ガーす る ための
cpu1_bootvec.bin と 呼ばれ る フ ァ イ ルがあ り ます。
コ ン フ ィ ギ ュ レーシ ョ ン フ ァ イ ルには、 DDR メ モ リ に コ ピー さ れ る フ ァ イ ルの名前が記述 さ れてい ま
す。 こ れ ら の フ ァ イ ルの順序は重要です。 こ のデザ イ ン での順序は次の よ う にな り ます。
1. FSBL ELF
2. CPU0 用アプ リ ケーシ ョ ン
3. CPU1 用アプ リ ケーシ ョ ン
4. ダ ミ ーの cpu1_bootvec.bin フ ァ イ ル
コ ンパ イ ル済みの BOOT.BIN は、 design\generated_files\boot\BOOT.BIN にあ り ます。 次の手
順で参照 し てい る フ ァ イ ルはすべて コ ンパ イ ル済みであ り 、design\generated_files に格納 さ れて
い ます。
注記 : ブー ト フ ァ イ ルの名前は BOOT.BIN にす る 必要があ り ます。
1. 付属のデ ィ レ ク ト リ design\src\bootgen を design\work\bootgen に コ ピーし ます。こ のデ ィ
レ ク ト リ には、 BootGen バ ッ チ フ ァ イ ル (createBoot.bat)、 BIF フ ァ イ ル (bootimage.bif)、
そ し て 16 進数の値 0xFFFFFF00 ( リ ト ル エンデ ィ ア ン用に ス ワ ッ プする場合は 0x00、0xFF、0xFF、
0xFF) のみを含むバ イ ナ リ フ ァ イ ル (cpu1_bootvec.bin) が格納 さ れてい ます。 FSBL は、 こ の
フ ァ イ ルの ロー ド ア ド レ ス を bootimage.bif で設定 さ れた 0xFFFFFFF0 と 認識し 、FSBL を ト リ
ガーする こ と で ELF ま たは bin フ ァ イ ルの ロー ド を停止し て、最初にダ ウ ン ロ ー ド し た ELF の実行
を開始し ます。
2. コ ンパ イ ル済みの FSBL ELF を
design\work\edk_system\SDK\Workspace\amp_fsbl\Debug\amp_fsbl.elf か ら
design\work\bootgen に コ ピー し ます。
注記 : SDK 内で FSBL を コ ンパ イ ルする 手順を実行 し なか っ た場合は、 リ フ ァ レ ン ス デザ イ ンの
design\generated_files\SDK_apps\amp_fsbl.elf に コ ン パ イ ル済み の コ ピ ー が あ り ま
す。
3. BIT フ ァ イ ルを design\work\edk_system\implementation\download.bit か ら
design\work\bootgen に コ ピー し ます。
注記 : FPGA BIT フ ァ イ ルを コ ンパ イ ルする 手順を実行 し なか っ た場合は、 リ フ ァ レ ン ス デザ イ ン
の design\generated_files\fpga\download.bit に コ ンパ イ ル済みの コ ピーがあ り ます。
4. Wiki の情報に従っ て作成 し た u-boot.elf を、 design\work\bootgen に コ ピー し ます。
注記 : ア プ リ ケ ー シ ョ ン を コ ン パ イ ルす る 手順 を 実行 し な か っ た 場合 は、 付属 の デザ イ ン の
design\generated_files\linux\u-boot.elf に コ ンパ イ ル済みの コ ピーがあ り ます。
5. 生成 さ れた CPU1 用ベア メ タ ル アプ リ ケーシ ョ ン を
design\work\edk_system\SDK\Workspace\app_cpu1\Debug\app_cpu1.elf か ら
design\work\bootgen に コ ピー し ます。
注記 : アプ リ ケーシ ョ ン を コ ンパ イ ルす る 手順を実行 し なかっ た場合は、 リ フ ァ レ ン ス デザ イ ンの
design\generated_files\SDK_apps\app_cpu1.elf に コ ンパ イ ル済みの コ ピーがあ り ます。
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イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンの説明
6. ザ イ リ ン ク ス ISE Design Suite の コ マ ン ド プ ロ ンプ ト を開 き ます。 こ の コ マ ン ド プ ロ ンプ ト では、
ザ イ リ ン ク ス デザ イ ン ツール向けの環境設定が可能です。
7. コ マ ン ド プ ロ ンプ ト で、 デ ィ レ ク ト リ を design\work\bootgen に変更 し ます。
8. createBoot.bat フ ァ イ ルを実行 し ます。 こ れで、 現在のデ ィ レ ク ト リ にブー ト フ ァ イ ル
BOOT.BIN が作成 さ れます。
SD カ ー ド へのフ ァ イルの コ ピー
Zynq AP SoC では、 Linux を ブー ト す る には次の フ ァ イ ルが SD カー ド に含ま れてい る 必要があ り ま
す。
1. BOOT.BIN (FSBL、 BIT フ ァ イ ル、 U-Boot、 CPU1 用アプ リ ケーシ ョ ン を含む)
2. uramdisk.image.gz (U-boot に よ っ て メ モ リ に抽出 さ れ る ramdisk フ ァ イ ル シ ス テ ム )
3. devicetree.dtb (U-Boot お よ び Linux に よ っ てデバ イ ス情報の取得に使用 さ れ る )
4. uImage (U-boot に よ っ て ロ ー ド さ れ、 実行 さ れ る Linux カーネル)
次の 2 つの Linux アプ リ ケーシ ョ ン も 、 Linux 内で実行で き る よ う に SD カー ド に追加 さ れます。
1. rwmem.elf ( メ モ リ への読み出 し /書き 込みア ク セ ス を可能にする )
2. softUart.elf (バ ッ ク グ ラ ウ ン ド で動作 し 、 OCM を モニ タ ー し て stdout に出力する )
次の フ ァ イ ルを SD カー ド に コ ピー し ます。
1. devicetree.dtb : こ の フ ァ イ ルは、 Wiki の情報に従っ て作成 さ れたユーザーの
devicetree.dtb か、 ま たは リ フ ァ レ ン ス デザ イ ンに含まれ る
design\generated_files\boot\devicetree.dtb か ら コ ピー さ れた フ ァ イ ルです。
2. uramdisk.image.gz : こ の フ ァ イ ルは、 Wiki の情報に従っ て作成 さ れたユーザー独自の フ ァ イ
ルか、 ま たは リ フ ァ レ ン ス デザ イ ンに含まれ る
design\generated_files\linux\uramdisk.image.gz か ら コ ピー さ れた フ ァ イ ルです。
3. uImage : こ のフ ァ イ ルは、 Wiki の情報に従っ て作成 さ れたユーザー独自の フ ァ イ ルか、 ま たは リ
フ ァ レ ン ス デザ イ ンに含ま れ る design\generated_files\linux\uImage か ら コ ピー さ れた
フ ァ イ ルです。
4. BOOT.bin : こ の フ ァ イ ルは、 上記の手順に従っ て作成 さ れたユーザーの
design\work\bootgen\BOOT.BIN か、 ま たは リ フ ァ レ ン ス デザ イ ンに含まれ る
design\generated_files\boot\BOOT.BIN か ら コ ピー さ れた フ ァ イ ルです。
5. rwmem.elf : こ の フ ァ イ ルは、 ユーザーの
design\work\edk_system\SDK\Workspace\rwmem\Debug\rwmem.elf か、 ま たは リ フ ァ レ
ン ス デザ イ ンに含まれ る design\generated_files\SDK_apps\rwmem.elf です。
6. softUart.elf : こ のフ ァ イ ルは、
design\work\edk_system\SDK\Workspace\rwmem\Debug\softUart.elf か ら 作成 さ れた
ユーザー独自の フ ァ イ ルか、 ま たは リ フ ァ レ ン ス デザ イ ンに含まれ る
design\generated_files\SDK_apps\softUart.elf です。
デザイ ンの実行
ハー ド ウ ェ ア要件
•
ZC702 評価ボー ド
•
12V AC ア ダプ タ ー電源
•
USB Type-A/Mini-B ケーブル (UART 通信用)
•
TeraTerm Pro ( ま たは同等の) 端末プ ロ グ ラ ム
•
Silicon Labs 社の USB-UART ド ラ イ バー [参照 2]
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イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンの説明
ハー ド ウ ェ アのセ ッ ト ア ッ プ
『Zynq-7000 All Programmable SoC : ZC702 評価キ ッ ト お よ び ビ デオ/ 画像処理キ ッ ト (ISE Design
Suite 14.3) ス タ ー ト ア ッ プ ガ イ ド 』 [参照 2] の 「TRD Demonstration Procedure」 に記載 さ れたボー ド
のセ ッ ト ア ッ プ手順を実行 し ます。 こ のデザ イ ンには、 マ ウ ス、 キーボー ド 、 USB ハブ、 モニ タ ー、 モ
ニ タ ー ケーブルは不要です。
ハー ド ウ ェ アのセ ッ ト ア ッ プでは、 ZC702 デモ ボー ド を SD カー ド か ら ブー ト す る よ う に設定 し ます。
端末プ ロ グ ラ ムは、 ボー レー ト 115200 で適切な COM ポー ト を待ち受け る よ う に設定 し ます。
デザ イ ンに電源を投入する と 、 ボー ド がブー ト し ます。 CPU0 は U-boot の実行を開始 し 、 Linux をブー
ト し ます。 SD カー ド か ら ブー ト す る と 、 UART にシ ス テ ムの出力が現れ る ま で最大 18 秒かか り ます。
こ の UART はサー ド パーテ ィ 提供の ド ラ イ バーを使用 し ます。 詳細は、 『Zynq-7000 All Programmable
SoC : ZC702 評価キ ッ ト お よ びビデオ/画像処理キ ッ ト (ISE Design Suite 14.3) ス タ ー ト ア ッ プ ガ イ ド 』
を参照 し て く だ さ い。 ブー ト 後、 コ ン ソ ールに Linux zynq> プ ロ ンプ ト が表示 さ れます (図 16)。 ボー ド
に イ ーサネ ッ ト ケーブルが接続 さ れていない場合は、 DHCP 要求送信状態か ら の タ イ ム ア ウ ト に多少時
間がかか り ます。
X-Ref Target - Figure 16
X1078_16_011713
図 16 : コ ン ソ ール出力
ブー ト 時に PS ブー ト ロ ーダーは、 SD カー ド か ら ブー ト さ れ る よ う にモー ド ピ ンが設定 さ れてい る こ
と を検出 し ます。 つづいて PS ブー ト ロ ーダーは BOOT.BIN フ ァ イ ルを開き 、 ブー ト ロ ーダーの フ ラ グ
が付け ら れたデー タ ブ ロ ッ ク を探 し ます。 bootimage.bif フ ァ イ ルに見 ら れ る よ う に、
amp_fsbl.elf に こ のフ ラ グがあ り ます。 ブー ト ロ ーダーは こ の フ ァ イ ルを DDR メ モ リ に ロ ー ド し 、
その実行を開始 し ます。 FSBL は BIT フ ァ イ ル、 U-Boot ELF、 CPU1 の ELF、 そ し てダ ミ ー フ ァ イ ル
cpu1_bootvec.bin を ロ ー ド し ます。 こ こ で、 CPU0 上で動作中の FSBL は、 FSBL の次に最初に
ロ ー ド さ れた アプ リ ケーシ ョ ンの実行ア ド レ ス にジ ャ ンプ し ます。
softUart アプ リ ケーシ ョ ンは、 コ マ ン ド /mnt/softUart.elf & に よ っ て Linux 内で起動 さ れます。
こ の コ マ ン ド は、 softUart をバ ッ ク グ ラ ウ ン ド で実行 し ます。 softUart は、 共有 OCM の メ モ リ 位置
0xFFFF9000 (COMM_TX_FLAG_OFFSET) お よ び 0xFFFF9004 (COMM_TX_DATA_OFFSET) を
継続的にモニ タ ー し ます。 COMM_TX_FLAG_OFFSET に 1 が現れ る ご と に、 softUart は
COMM_TX_DATA_OFFSET の値を読み出 し 、 その値を文字列の配列に一時的に格納 し ます。 0x0A
の値 (\n) を受信す る と 、 文字列の配列が STDOUT 上に示 さ れます。 softUart は、
COMM_TX_DATA_OFFSET か ら 値を読み出すたびに、 COMM_TX_FLAG_OFFSET の内容を ク リ
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イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンの説明
ア し ます。 こ の ク リ アに よ っ て、 Linux 上の softUart アプ リ ケーシ ョ ンに別の文字を送信で き る こ と が
CPU1 に通知 さ れます。
第 2 の CPU は、 コ マ ン ド /mnt/rwmem.elf 0xfffffff0 0x30000000 で 起動 し ま す。 位置
0xFFFF8000 は 毎秒の イ ン ク リ メ ン ト を開始 し 、 値は コ マ ン ド /mnt/rwmem.elf 0xffff8000 を使
用 し て表示で き ます。
こ こ で、 CPU1 上で動作 し てい る ベア メ タ ル アプ リ ケーシ ョ ンは、 PL か ら 割 り 込みを受信 し た と き に
のみ softUart に出力 し ます。 PL にはカ ス タ ム コ アが含まれ、 コ アへの入力信号あ る いは コ ア内の レ ジ
ス タ か ら 、 割 り 込み信号を生成 し ます。 ChipScope Analyzer VIO コ アが、 カ ス タ ム コ アの入力に接続
さ れてい ます。 し たがっ て、 ソ フ ト ウ ェ ア と ChipScope Analyzer VIO コ アのいずれ も CPU1 への割 り
込み を 生成 で き ま す。 デザ イ ン に は、 IRQ 信号 を モ ニ タ ーす る た め に ChipScope Integrated Logic
Analyzer (ILA) コ ア も 含まれてい ます。
CPU1 へ強制的に割 り 込むには、 Linux コ マ ン ド /mnt/rwmem.elf 0x78600000 1 を入力 し ます
(図 17)。 3 ページの 「ア ド レ ス マ ッ プ」 を参照 し て、 セ ッ ト さ れたばか り の レ ジ ス タ ビ ッ ト を確認 し て
く だ さ い。 こ のビ ッ ト を セ ッ ト す る こ と に よ っ て割 り 込みが CPU1 に送信 さ れ、 CPU1 の割 り 込みサー
ビ ス ルーチンが、 OCM メ モ リ を介 し て soft UART アプ リ ケーシ ョ ンに 「CPU1: IRQ clr 0」 を出力 し
ま し た。
X-Ref Target - Figure 17
X1078_17_011713
図 17 : 強制 さ れた割 り 込みの コ ン ソ ール出力
次の手順では、ChipScope Analyzer ILA コ ア を使用 し て IRQ 信号のア ク テ ィ ブ状態の時間 (IRQ の レ イ
テ ン シ を示す) を測定 し 、 ChipScope Analyzer VIO コ ン ソ ールを使用 し て割 り 込みを生成 し ます。
1. デザ イ ンの実行中に ChipScope Analyzer を起動 し ます。
2. JTAG チ ェーンに接続 し ます。ChipScope Analyzer はチ ェーン内の 2 つのデバ イ ス (ARM_DAP と
XC7Z020) を表示 し ます。 [OK] を ク リ ッ ク し ます。
3. [File] → [open_project] を ク リ ッ ク し て、 付属の ChipScope の コ ン フ ィ ギ ュ レーシ ョ ン フ ァ イ ル
を開 き ます。 変更内容の保存に対 し て [No] を ク リ ッ ク し 、
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イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンの説明
design\src\chipscope\csdefaultproj.cpj にあ る ChipScope コ ン フ ィ ギ ュ レーシ ョ ン
フ ァ イ ルを参照 し ます。
注記 : ILA は、 IRQ が High にな っ た と き に ト リ ガーす る よ う 設定済みです。
4. [UNIT:1 Trigger Setup] を選択 し て ト リ ガーを作動可能に し ます。
5. VIO コ ン ソ ール ウ ィ ン ド ウ には、 SyncOut[0] と い う パルス ボ タ ンがあ り ます (図 18)。 こ のボ タ
ン を ク リ ッ ク し ます。
X-Ref Target - Figure 18
X1078_18_011713
図 18 : ChipScope Analyzer によ る最初の IRQ のキ ャ プ チ ャ
Linux コ ン ソ ール内で動作す る softUART アプ リ ケーシ ョ ンは、 「CPU1:IRQ clr 1」 の よ う な文字列を
出力 し ます (図 19)。
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イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンの説明
X-Ref Target - Figure 19
X1078_19_011713
図 19 : ChipScope Analyzer の ト リ ガー後のコ ン ソ ール出力
注記 : 仮想ボ タ ン の ク リ ッ ク ご と に割 り 込みが生成 さ れ、 CPU1 の IRQ サービ ス ルーチ ンは softUart
に文字列を出力 し ます。図 20 に示す よ う に、IRQ サービ ス ルーチンは最初の割 り 込みの処理後にキ ャ ッ
シ ュ さ れ る ため、 後続の IRQ では割 り 込みレ イ テ ン シが大幅に短 く な り ます。
割 り 込みを処理す る ベア メ タ ル アプ リ ケーシ ョ ンは、 DDR メ モ リ 内に置かれてい ます。 最初の割 り 込
みが発生す る と 、 CPU1 はサービ ス ルーチンにジ ャ ンプする よ う に指示 さ れます。 こ のジ ャ ンプに よ っ
て DDR メ モ リ に置かれた命令がキ ャ ッ シ ュ に読み出 さ れ、 実行 さ れます。 実行中、 エンベデ ッ ド コ ア
に よ っ て生成 さ れてい る 割 り 込み信号を ク リ アす る と 、 サービ ス ルーチ ン が終了 し ます。 図 18 では、
割 り 込みのアサー ト か ら サービ ス ルーチンに よ る 制御ビ ッ ト の ク リ ア ま でに 65 ク ロ ッ ク を上回 る 遅延
があ り ます。 最初の割 り 込みの遅延は、 サービ ス ルーチンの フ ェ ッ チ と 同時に DDR メ モ リ が リ フ レ ッ
シ ュ さ れ る か ど う かに よ っ て変わ る 可能性があ り ます。
最初の IRQ の発生後、 サービ ス ルーチンはキ ャ ッ シ ュ に保存 さ れ る ため、 2 番目以降の割 り 込みに対
す る ルーチンの命令は、 処理が よ り 低速で確定的でない DDR メ モ リ ではな く 、 キ ャ ッ シ ュ か ら フ ェ ッ
チ さ れます。 図 20 に示す よ う に、 割 り 込み処理は 25 ク ロ ッ ク で完了 し てい ます。 こ の遅延は、 最初の
キ ャ ッ シ ュ さ れない割 り 込み処理の約 1/3 です。
最初の割 り 込み処理 と 後続の割 り 込み処理の時間差を小 さ く す る には、 割 り 込みサービ ス ルーチ ン を
キ ャ ッ シ ュ さ れない OCM に移動 し ます。
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イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンの説明
X-Ref Target - Figure 20
X1078_20_011713
図 20 : ChipScope Analyzer によ る 2 番目以降の IRQ のキ ャ プ チ ャ
デザイ ンのデバ ッ グ
CPU1 上で実行 さ れてい る アプ リ ケーシ ョ ンの接続 と デバ ッ グには SDK を使用で き ます。
XMD は、 コ マ ン ド シ ェ ルお よ び JTAG ケーブル を介 し て CPU に接続す る GNU デバ ッ ガー (GDB)
サーバーを提供 し ます。 通常、 アプ リ ケーシ ョ ン のデバ ッ グ を開始す る と 、 SDK が自動的に XMD を
バ ッ ク グ ラ ウ ン ド で起動 し ます。 こ のサンプル デザ イ ン では、 XMD を手動で起動 し て CPU1 に接続 し
ます。 その後、 デバ ッ グ中に XMD GDB サーバーに接続す る よ う に SDK に指示 し ます。
FSBL を使用 し てデザ イ ン をブー ト し たため、 PS レ ジ ス タ の再初期化は不要です。 CPU0 上で動作す る
Linux に影響を与えない よ う に、 PS 全体を リ セ ッ ト し ない よ う に注意する 必要があ り ます。
1. プ ラ ッ ト フ ォーム ケーブルを ZC702 ボー ド に接続 し ます。 ジ ャ ンパー オプシ ョ ンが使用す る デ
バ ッ グ ケーブルに合わせて正 し く 設定 さ れてい る こ と を確認 し ます。
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イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンの説明
2. SDK か ら XMD を起動 し て CPU1 に接続 し ます (図 21)。
a. SDK で [Xilinx_Tools] → [Launch_shell] を ク リ ッ ク し て、ザ イ リ ン ク ス コ マ ン ド シ ェ ルを開
き ます。
b. 新 し い コ マ ン ド シ ェ ルで 「xmd」 と 入力 し ます。
c. XMD のプ ロ ンプ ト で、 コ マ ン ド connect arm hw -debugdevice cpunr 2 を入力 し ま
す。
d. XMD は TCP ポー ト 番号 1234 を介 し て応答 し ます。
X-Ref Target - Figure 21
X1078_21_011513
図 21 : XMD の CPU1 への接続
GDB サーバーが動作 し 、 TCP ポー ト 1234 を待ち受けてい ます。 XMD が接続 さ れ る と 、 CPU1 は
動作を停止 し ます。
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イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンの説明
3. SDK で CPU1 のデバ ッ グ を開始 し ます。
a. SDK の [Project Explorer] ウ ィ ン ド ウ で [app_cpu1] を右 ク リ ッ ク し 、 [debug_as] →
[debug_configurations] を ク リ ッ ク し ます (図 22)。
X-Ref Target - Figure 22
X1078_22_011513
図 22 : CPU1 のデバ ッ グ コ ン フ ィ ギ ュ レーシ ョ ン
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イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンの説明
b. [Xilinx C/C++ ELF] を ク リ ッ ク し てか ら 、 左上の [New launch configuration] ア イ コ ン を ク
リ ッ ク し ます (図 23)。
X-Ref Target - Figure 23
X1078_23_011513
図 23 : CPU1 のデバ ッ グ コ ン フ ィ ギ ュ レーシ ョ ン
c. コ ン フ ィ ギ ュ レーシ ョ ン名は自動的に 「app_cpu1 Debug」 に設定 さ れます (図 24)。
X-Ref Target - Figure 24
X1078_24_011513
図 24 : CPU1 のデバ ッ グ コ ン フ ィ ギ ュ レーシ ョ ン名
d. [Device Initialization] タ ブ を ク リ ッ ク し 、 [Path to initialization TCL file] の内容を削除 し ま
す。 初期化は Linux と FSBL に よ っ て既に完了 し てい ます (図 25)。
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イ ン プ リ メ ン テーシ ョ ンの説明
X-Ref Target - Figure 25
X1078_25_011513
図 25 : CPU1 のデバ ッ グ初期化
e. [Remote Debug] タ ブ を ク リ ッ ク し ます。
f. [Connect to gdbserver on a different machine] を オンに し て、外部で生成 さ れた GDB サーバー
に接続す る よ う に SDK に指示 し ます。 IP ア ド レ ス はデフ ォ ル ト の localhost に、 ポー ト は
1234 に設定する 必要があ り ます (図 26)。
X-Ref Target - Figure 26
X1078_26_011513
図 26 : CPU1 の リ モー ト デバ ッ グ コ ン フ ィ ギ ュ レーシ ョ ン
g. [Apply] を ク リ ッ ク し ます。
h. [Debug] を ク リ ッ ク し ます。 [Yes] を ク リ ッ ク し てパースペ ク テ ィ ブ オプシ ョ ン を確定 し ます。
i.
アプ リ ケーシ ョ ンがダ ウ ン ロ ー ド さ れ、 実行 さ れます (ELF のダ ウ ン ロ ー ド は [Device
Initialization] タ ブで無効に さ れてい る 場合があ る )。 main() 内の最初の実行可能行に設定 さ れ
たブ レー ク ポ イ ン ト でアプ リ ケーシ ョ ンが停止 し ます。
j. CPU1 上のアプ リ ケーシ ョ ンの実行を再開す る には、 [resume]、 [single step]、 お よ びほかの
ボ タ ン を ク リ ッ ク し ます。
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ま とめ
ま とめ
こ のサンプル デザ イ ンは、Zynq-7000 AP SoC をブー ト し 、2 つの Cortex-A9 プ ロ セ ッ サを起動 (CPU0
で Linux を実行 し 、 CPU1 でベア メ タ ル アプ リ ケーシ ョ ン を実行) する 方法を示す も のです。 CPU1 上
で動作す る オーバーヘ ッ ド が少ないベア メ タ ル アプ リ ケーシ ョ ン を使用 し て PL か ら 生成 さ れ る 割 り 込
みを処理 し 、 CPU0 上で動作す る Linux に通知 し ます。
参考資料
こ のアプ リ ケーシ ョ ン ノ ー ト では、 次の参考資料が使用 さ れてい ます。
1.
2.
UG585 : 『Zynq-7000 All Programmable SoC テ ク ニ カル リ フ ァ レ ン ス マニ ュ アル』
UG926 : 『Zynq-7000 All Programmable SoC : ZC702 評価キ ッ ト お よ びビデオ / 画像処理キ ッ ト
(ISE Design Suite 14.3) ス タ ー ト ア ッ プ ガ イ ド 』
3. UG873 : 『Zynq-7000 All Programmable SoC : コ ン セプ ト 、 ツール、 テ ク ニ ッ ク ガ イ ド 』
改訂履歴
Notice of
Disclaimer
4.
AMBA AXI4 プ ロ ト コ ル仕様
http://www.arm.com/products/system-ip/amba/amba-open-specifications.php
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
UG683 : 『EDK コ ンセプ ト 、 ツール、 テ ク ニ ッ ク 』
DS768 : 『LogiCORE IP AXI イ ン タ ー コ ネ ク ト 』
UG111 : 『エンベデ ッ ド シ ス テ ム ツール リ フ ァ レ ン ス マニ ュ アル』
UG761 : 『AXI リ フ ァ レ ン ス ガ イ ド 』
UG642 : 『プ ラ ッ ト フ ォーム仕様フ ォーマ ッ ト リ フ ァ レ ン ス マニ ュ アル』
UG029 : 『ChipScope Pro ソ フ ト ウ ェ アお よ び コ ア ユーザー ガ イ ド 』
『Zynq-7000 ベース タ ーゲ ッ ト リ フ ァ レ ン ス デザ イ ン 14.3』
http://wiki.xilinx.com/zynq-base-trd-14-3
次の表に、 こ の文書の改訂履歴を示 し ます。
日付
バージ ョ ン
2013 年 2 月 14 日
1.0
内容
初版
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Automotive Applications Disclaimer
Automotive
Applications
Disclaimer
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