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ZYNQ-双核AMP通信（二）

amp通信 ZYNQ
2023-09-14 09:13:04 时间

写在前面

承接前文：ZYNQ-双核AMP通信（一），前文对双核AMP架构通信的相关内容进行了简单的介绍，本文完成AMP架构通信的程序并验证。

开发环境

vivado 18.3&SDK，PYNQ-Z2开发板。

工程设计

CPU0 接收串口的数据，并写入OCM 中，然后利用软件产生中断触发 CPU1； CPU1 接收到中断后，根据从 OCM 中读出的数据并用串口打印，并在控制结束后触发 CPU0 中断，实现了双核 CPU 通信的功能。

系统框图

在这里插入图片描述

硬件平台搭建

首先新建工程，创建 block design。添加ZYNQ7 ip，根据本次工程需要对IP进行配置。勾选本次工程使用的资源。
在这里插入图片描述
这里添加SPI和SD的资源是为了进行双核的固化程序的验证。
硬件系统构建完成如下：
在这里插入图片描述
然后我们进行generate output product 然后生成HDL封装。这里只用到了MIO引脚，所以不需要进行管脚分配，XADC测量是内部的电压信息，并且使用的是PS_XADC接口。点击导出硬件资源（不包含bit流文件，因为只用到了PS资源），接着launch SDK。

SDK软件部分

新建应用工程，这里可以先进行创建CPU0的程序，这里和之前配置相同，无需特殊更改。点击NEXT后，完成建立一个空工程。
在这里插入图片描述
然后修改cpu0的DDR的地址空间，打开src文件夹中的lscript.ld文件，该文件是链接脚本，可以进行配置应用程序的地址空间的大小。在图中可以看到OCM的两块区域的对应的大小和起始地址以及该应用程序的DDR的起始地址和大小。
在这里插入图片描述
这里修改cpu0占用ddr的一半空间也即把0x1FF00000修改为0x0FF00000。
在这里插入图片描述
完成修改后ctrl + s 保存即可完成地址映射的修改。

同样的操作进行新建xpu1工程创建。处理器选择ps7_1。
在这里插入图片描述

创建完成后修改ddr的地址映射，这里需要进行简单的计算，cpu0的起始地址为0x100000，大小为0x0FF00000，所以cpu1的起始地址为两者之和，也即为0x1000000

所以对cpu1的程序修改地址映射如下图：
在这里插入图片描述
打开板级支持包的设置界面
在这里插入图片描述
同时加入AMP的一个交叉编译的宏定义-DUSE_AMP=1，添加在末尾。
在这里插入图片描述

cpu0程序

#include "xparameters.h"
#include "xscugic.h"
#include "xil_printf.h"
#include "xil_exception.h"
#include "xil_mmu.h"
#include "stdio.h"

//宏定义
#define INTC_DEVICE_ID	     XPAR_SCUGIC_SINGLE_DEVICE_ID //中断ID
#define SHARE_BASE           0xffff0000                   //共享OCM首地址
#define CPU1_COPY_ADDR       0xfffffff0                   //存放CPU1应用起始地址的地址
#define CPU1_START_ADDR      0x10000000                   //CPU1应用起始地址

#define CPU1_ID              XSCUGIC_SPI_CPU1_MASK        //CPU1 ID
#define SOFT_INTR_ID_TO_CPU0 0                            //软件中断号 0 ,范围：0~15
#define SOFT_INTR_ID_TO_CPU1 1                            //软件中断号 1 ,范围：0~15

//"SEV"指令唤醒CPU1并跳转至相应的程序
#define sev()                __asm__("sev")               //C语言内嵌汇编写法 send event指令

//函数声明
void start_cpu1();
void cpu0_intr_init(XScuGic *intc_ptr);
void soft_intr_handler(void *CallbackRef);

//全局变量
XScuGic Intc;                //中断控制器驱动程序实例
int rec_flag = 0;           //接收标志
char char_input='\0';

//CPU0 main函数
int main()
{
	//S=b1 TEX=b100 AP=b11, Domain=b1111, C=b0, B=b0
	Xil_SetTlbAttributes(SHARE_BASE,0x14de2);    //禁用OCM的Cache属性

	//S=b1 TEX=b100 AP=b11, Domain=b1111, C=b0, B=b0
	Xil_SetTlbAttributes(CPU1_COPY_ADDR,0x14de2);//禁用0xfffffff0的Cache属性

	//启动CPU1
	start_cpu1();
	//CPU0中断初始化
	cpu0_intr_init(&Intc);
	while(1){
		if(rec_flag == 0){
			xil_printf("CPU0:请输入字符\r\n");
			scanf("%c",&char_input);
			if(char_input != 13){
				//向共享的地址中写入输入的数据
				Xil_Out8(SHARE_BASE,char_input);
				xil_printf("CPU0: %c\n",char_input) ;
				//给CPU1触发中断
				XScuGic_SoftwareIntr(&Intc,SOFT_INTR_ID_TO_CPU1,CPU1_ID);
			}
			rec_flag = 1;
		}
	}
	return 0 ;
}

//启动CPU1，用于固化程序
void start_cpu1()
{
	//向 CPU1_COPY_ADDR(0Xffffffff0)地址写入 CPU1 的访问内存基地址
	Xil_Out32(CPU1_COPY_ADDR, CPU1_START_ADDR);
	dmb();  //等待内存写入完成(同步)
	sev();  //通过"SEV"指令唤醒CPU1并跳转至相应的程序
}

//CPU0中断初始化
void cpu0_intr_init(XScuGic *intc_ptr)
{
	//初始化中断控制器
	XScuGic_Config *intc_cfg_ptr;
	intc_cfg_ptr = XScuGic_LookupConfig(INTC_DEVICE_ID);
    XScuGic_CfgInitialize(intc_ptr, intc_cfg_ptr,
    		intc_cfg_ptr->CpuBaseAddress);
    //设置并打开中断异常处理功能
    Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT,
    		(Xil_ExceptionHandler)XScuGic_InterruptHandler, intc_ptr);
    Xil_ExceptionEnable();

    XScuGic_Connect(intc_ptr, SOFT_INTR_ID_TO_CPU0,
          (Xil_ExceptionHandler)soft_intr_handler, (void *)intc_ptr);

    XScuGic_Enable(intc_ptr, SOFT_INTR_ID_TO_CPU0); //CPU0软件中断
}

//软件中断函数
void soft_intr_handler(void *CallbackRef)
{
	xil_printf("CPU0 : Soft Interrupt from CPU1\n");
	rec_flag = 0;
}

cpu1程序

#include "xparameters.h"
#include "xscugic.h"
#include "xil_printf.h"
#include "xil_exception.h"
#include "xil_mmu.h"
#include "stdio.h"

//宏定义
#define INTC_DEVICE_ID	     XPAR_SCUGIC_SINGLE_DEVICE_ID //中断ID
#define SHARE_BASE  	     0xffff0000                   //共享OCM首地址

#define CPU0_ID              XSCUGIC_SPI_CPU0_MASK        //CPU0 ID
#define SOFT_INTR_ID_TO_CPU0 0                            //软件中断号 0 ,范围：0~15
#define SOFT_INTR_ID_TO_CPU1 1                            //软件中断号 1 ,范围：0~15

//函数声明
void cpu1_intr_init(XScuGic *intc_ptr);
void soft_intr_handler(void *CallbackRef);

//全局变量
XScuGic Intc;               //中断控制器驱动程序实例
int soft_intr_flag = 0;     //软件中断的标志
char read_data;
//CPU1 main函数
int main()
{
	//S=b1 TEX=b100 AP=b11, Domain=b1111, C=b0, B=b0
	Xil_SetTlbAttributes(SHARE_BASE,0x14de2);    //禁用OCM的Cache属性
	//CPU1中断初始化
	cpu1_intr_init(&Intc);
	while(1){
		if(soft_intr_flag){
			read_data = Xil_In8(SHARE_BASE);//从共享OCM中读出数据
			xil_printf("CPU1:%c\n",read_data) ;
			//给给CPU0触发中断
			XScuGic_SoftwareIntr(&Intc,SOFT_INTR_ID_TO_CPU0,CPU0_ID);
			soft_intr_flag = 0;
		}
	}
	return 0 ;
}

//CPU1中断初始化
void cpu1_intr_init(XScuGic *intc_ptr)
{
	//初始化中断控制器
	XScuGic_Config *intc_cfg_ptr;
	intc_cfg_ptr = XScuGic_LookupConfig(INTC_DEVICE_ID);
    XScuGic_CfgInitialize(intc_ptr, intc_cfg_ptr,
    		intc_cfg_ptr->CpuBaseAddress);
    //设置并打开中断异常处理功能
    Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT,
    		(Xil_ExceptionHandler)XScuGic_InterruptHandler, intc_ptr);
    Xil_ExceptionEnable();

    XScuGic_Connect(intc_ptr, SOFT_INTR_ID_TO_CPU1,
          (Xil_ExceptionHandler)soft_intr_handler, (void *)intc_ptr);

    XScuGic_Enable(intc_ptr, SOFT_INTR_ID_TO_CPU1); //CPU1软件中断
}

//软件中断函数
void soft_intr_handler(void *CallbackRef)
{

	xil_printf("CUP1:Soft Interrupt from CPU0\n") ;
	soft_intr_flag = 1;
}

下载程序

和之前不同这次需要在config界面进行勾选，确保两个cpu的程序都下载进去。如下图：
在这里插入图片描述

运行效果

在这里插入图片描述

固化双核程序

创建fsbl程序。
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点击next，选择FSBL点击finish。
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选中cpu0的工程，右击创建镜像工程，
在这里插入图片描述
添加cpu1的elf文件
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添加完成创建镜像即可。
烧录flash操作如下图：
在这里插入图片描述

references

  1. 正点原子开发视频
  2. UG585
  3. xapp1079

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