本文將介紹如何利用Vivado和petalinux開發(fā)Zynq7000系列芯片的SPI外設(shè)接口。

開發(fā)環(huán)境：
Vivado 2015.4
Petalinux 2015.4

一、 硬件工程的搭建
1. 打開vivado開發(fā)環(huán)境，新建工程，并選擇你所使用的芯片型號(hào)（本文使用xc7z045ffg900-2這款芯片）；
2. 點(diǎn)擊“CreateBlock Design”創(chuàng)建一個(gè)新的工程桌布，在其中添加IP，將ZYNQ7芯片IP添加進(jìn)來；

圖1 ZYNQ7 IP

3. 雙擊ZYNQ7芯片IP，點(diǎn)擊界面左邊的Peripheral I/O Pins對(duì)芯片的引腳進(jìn)行配置，分別點(diǎn)擊“Quad SPI Flash”、“Ethernet”、SPI0右邊的“EMIO”和“UART1”對(duì)這些外設(shè)引腳進(jìn)行使能；

圖2 外設(shè)引腳配置

4. 打開“DDRConfiguraTIon”頁面，點(diǎn)擊“DDR Controller ConfiguraTIon”，然后點(diǎn)擊下拉菜單，選擇你所使用DDR類型，本文選用MT41J256M8 HX-15E這款DDR芯片，如圖所示；

圖3 DDR配置

5. DDR配置完成后，退出ZYNQ配置界面，點(diǎn)擊ZYNQ7 IP中的SPI引腳，選擇相應(yīng)的IO端口，右鍵點(diǎn)擊并選擇Make External將引腳向外引出。

圖4 向外引出引腳

6. 所有SPI相關(guān)引腳引出后，如下圖所示，點(diǎn)擊auto connetcion將DDR與FIXED兩個(gè)引腳引出；

圖5 配置DDR和FIXED引腳

7. 引腳配置完成后，在頂層文件中對(duì)ZYNQ7這個(gè)IP進(jìn)行例化，在“source”界面欄中雙擊頂層文件，打開硬件代碼編輯器；

圖6 頂層代碼

8. 在右邊的頂層.v代碼中添加spi相關(guān)的端口和例化代碼，添加的代碼如下所示（由于本例中只使用到了spi的四個(gè)接口，因此在例化spi接口時(shí)，只用到了其中的四個(gè)，其它的懸空或直接輸入高低電平）；

圖7 添加接口和例化代碼

9. 代碼添加完成后，對(duì)工程進(jìn)行綜合（synthesis）和布局（implementaTIon），綜合和布局通過完成后，對(duì)管腳進(jìn)行約束，點(diǎn)擊“open implementaTIon”打開布局結(jié)果，點(diǎn)擊上方的“Windows”選中“I/O Ports”,對(duì)SPI的外部接口進(jìn)行約束（根據(jù)原理圖中接口的連接，選中對(duì)應(yīng)的硬件管腳）；

圖8 管腳約束

10. 管腳約束完成后，重新對(duì)工程進(jìn)行Implementation；
11. 點(diǎn)擊“GenerateBitstream”生成bit文件；
12. 點(diǎn)擊“File”—“Export”——“Export Hardware”導(dǎo)出硬件工程；

二、 硬件工程的搭建
1. 在Linux中，利用petalinux創(chuàng)建一個(gè)Zynq工程；
2. 利用petalinux-config–get-hw-description命令將剛才vivado下所生成的硬件工程.hdf文件導(dǎo)入到軟件工程中；
3. 利用petalinux-config–c kernel對(duì)內(nèi)核進(jìn)行裁剪，選中驅(qū)動(dòng)中的SPI驅(qū)動(dòng)如圖；

圖9 勾選上SPI驅(qū)動(dòng)

4. 利用petalinux-build工具編譯整個(gè)工程，然后利用petalinux-package生成BOOT.bin文件；
5. 利用硬件平臺(tái)或QEMU啟動(dòng)Linux系統(tǒng)，即可在系統(tǒng)中看到spi驅(qū)動(dòng)

圖10 Linux下的SPI驅(qū)動(dòng)