1. 訪問(wèn)DDR3

我們使用名為DDR3-test.c的PetaLinux應(yīng)用訪問(wèn)DDR3存儲(chǔ)器。該應(yīng)用經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，可向DDR存儲(chǔ)器位置寫(xiě)入數(shù)據(jù)并從這里讀取數(shù)據(jù)。DDR3是雙列直插式存儲(chǔ)器模塊，可提供用于存儲(chǔ)用戶(hù)代碼和數(shù)據(jù)的SDRAM。如上文所述，用戶(hù)需要知道DDR存儲(chǔ)器的開(kāi)始地址和結(jié)束地址，分別是0xC0000000和0xC7FFFFFF。存儲(chǔ)器的容量為512兆字節(jié)。Linux內(nèi)核駐留在DDR存儲(chǔ)器的初始存儲(chǔ)器位置。因此需要選擇DDR3存儲(chǔ)器的寫(xiě)入位置，以避免破壞Linux內(nèi)核。我們使用以下命令向DDR3存儲(chǔ)器寫(xiě)入數(shù)據(jù)：

#DDR3-test –g 0xc7000000 –o 15

其中DDR3-test是應(yīng)用名稱(chēng)、-g是DDR3存儲(chǔ)器的物理地址、-o是輸出、15是準(zhǔn)備在0xc7000000位置寫(xiě)入DDR3存儲(chǔ)器的值。為測(cè)試該值是否能寫(xiě)入預(yù)計(jì)的位置，我們使用以下命令從DDR3存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù)：

#DDR3-test –g 0xc7000000 –i

圖7：通過(guò)QEMU運(yùn)行PetaLinux

該應(yīng)用旨在控制8位離散輸出，可通過(guò)將板載LED連接至GPIO進(jìn)行測(cè)試。

值15顯示在終端上，這說(shuō)明DDR3存儲(chǔ)器讀寫(xiě)操作正在成功進(jìn)行。

2. 使用/dev/mem訪問(wèn)GPIO

對(duì)于接下來(lái)的應(yīng)用測(cè)試，我們使用名為gpio-dev-mem-test.c的PetaLinux應(yīng)用訪問(wèn)了通用I/O（GPIO）。該應(yīng)用的設(shè)計(jì)目的是控制8位離散輸出并通過(guò)將板載LED連接至GPIO來(lái)測(cè)試該輸出。要從用戶(hù)空間訪問(wèn)任何設(shè)備，就要先打開(kāi)/dev/mem，然后使用mmap（）將設(shè)備映射至存儲(chǔ)器。我們所使用LED GPIO的開(kāi)始地址和結(jié)束地址分別是0x40000000 和0x4fffffff。

GPIO外設(shè)具有兩個(gè)寄存器：數(shù)據(jù)寄存器（GPIO_DATA）和方向寄存器（GPIO_TRI_OFFSET）。為了讀取GPIO的狀態(tài)，我們將方向位設(shè)置為1（即GPIO_TRI_OFFSET=1）并且從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù)。為了將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到GPIO，我們?cè)O(shè)置方向位為0并寫(xiě)入值到數(shù)據(jù)寄存器。在PetaLinux終端上使用下列命令將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到GPIO：

#gpio-dev-mem-test –g 0x40000000 –o 255

其中g(shù)pio-dev-mem-test為應(yīng)用名稱(chēng)，-g為GPIO物理地址，-o為輸出，255為從GPIO（連接到LED）發(fā)送的值。LED按編寫(xiě)的程序點(diǎn)亮?xí)r，測(cè)試的結(jié)果就得到了驗(yàn)證。

3. 使用UIO訪問(wèn)GPIO

訪問(wèn)GPIO的另一個(gè)途徑是通過(guò)用戶(hù)空間輸入/輸出。我們通過(guò)UIO，使用名為gpio-uio-test.c的PetaLinux應(yīng)用訪問(wèn)了GPIO。該應(yīng)用旨在控制8位離散輸出，可通過(guò)將板載LED連接至GPIO進(jìn)行測(cè)試。UIO設(shè)備在文件系統(tǒng)中表現(xiàn)為/dev/uioX。為通過(guò)UIO訪問(wèn)GPIO，我們打開(kāi)了/dev/uioX或sys/class/ui0，然后使用了mmap（）調(diào)用。我們配置了內(nèi)核使之支持UIO，并在內(nèi)核中啟用了UIO框架。隨后我們使用名為“Compatibility”的參數(shù)，根據(jù)UIO設(shè)備（而非標(biāo)準(zhǔn)GPIO設(shè)備）對(duì)LED的GPIO控制方式進(jìn)行了設(shè)置。此外，我們還將

設(shè)備的標(biāo)簽從 gpio@40000000修改成了leds@40000000。

然后我們重新構(gòu)建了PetaLinux，并使用UIO測(cè)試了GPIO訪問(wèn)。我們使用以下命令，獲得了所加載UIO模塊的詳細(xì)信息：

# ls /sys/class/uio/ uio0 uio1 uio2

UIO的名稱(chēng)和地址可在/sys/class/uio/uioX下找到。我們使用以下命令通過(guò)UIO驅(qū)動(dòng)程序訪問(wèn)了GPIO LED：

# cd “/sys/class/uio/uioX

# gpio-uio-test -d /dev/uio1 -o 255

其中g(shù)pio-uio-test為應(yīng)用名稱(chēng)、-d為設(shè)備路徑、-o為輸出、255為通過(guò)UIO傳遞給GPIO的值。使用以上命令，LED按寫(xiě)入到GPIO線路上的數(shù)據(jù)點(diǎn)亮，驗(yàn)證了該結(jié)果。

4. 文件傳輸應(yīng)用

最后一項(xiàng)測(cè)試，我們將文件從服務(wù)器傳輸?shù)搅丝蛻?hù)端，這里的服務(wù)器是主機(jī)PC，客戶(hù)端是KC705電路板。在這項(xiàng)測(cè)試中，我們使用以太網(wǎng)線纜連接服務(wù)器和客戶(hù)端，并使用了小型文件傳輸協(xié)議（TFTP）。這種協(xié)議因簡(jiǎn)單而出名，通常用于自動(dòng)傳輸配置文件或引導(dǎo)文件。為測(cè)試使用TFTP從服務(wù)器向客戶(hù)端傳輸文件的情況，我們?cè)?tftpboot位置為服務(wù)器PC創(chuàng)建了一個(gè)名為test的文件。我們使用以下命令在文件中寫(xiě)入了“世界，你好”并查看了該文件中的內(nèi)容（如圖8所示）：

@ echo “Hello World” 》 /tftpboot/test

@ more /tftpboot/test

圖8：在服務(wù)器中創(chuàng)建文件的快照

圖9：在客戶(hù)端接收文件的快照

圖10：從客戶(hù)端到服務(wù)器傳輸文件的快照

圖11：在服務(wù)器中接收文件的快照

為從服務(wù)器接收該文件，我們?cè)谝钥蛻?hù)端方式運(yùn)行在KC705電路板上的PetaLinux終端窗口中輸入以下獲取命令（-g）：

# tftp -r test -g 192.168.25.68

# ls –a

在客戶(hù)端中創(chuàng)建了一個(gè)名為“test”的新文件（如圖9所示）。我們可以使用更多內(nèi)容命令查看該文件的內(nèi)容，如圖9所示：

同樣，如果要從客戶(hù)端向服務(wù)器傳輸文件，可先在客戶(hù)端機(jī)器上創(chuàng)建一個(gè)名為test1的文件，其內(nèi)容為“PetaLinux OS”。然后在運(yùn)行在客戶(hù)端上的PetaLinux終端中使用以下“放置”命令（-p），便可將該文件從客戶(hù)端傳輸至服務(wù)器，如圖10所示：

# tftp -r test1 -p 192.168.25.68

可在服務(wù)器中創(chuàng)建一個(gè)空白文件test1，其內(nèi)容可在文件傳輸工作完成后讀取。該內(nèi)容可圖11所示方法進(jìn)行驗(yàn)證。

在FPGA上實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)和運(yùn)行PetaLinux，操作起來(lái)非常簡(jiǎn)單直觀。接下來(lái)，我們計(jì)劃使用遠(yuǎn)程編程實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)，即引導(dǎo)文件通過(guò)以太網(wǎng)傳輸，客戶(hù)端能夠運(yùn)行新應(yīng)用。