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Spartan6でmicroblaze mcs を動かす③ソフトウェア編

Last updated at Posted at 2017-10-08

"Spartan6でmicroblaze mcs を動かす②SDK編"までの手順を行うと、シリアルポートからhellow worldを喋るテンプレートが生成されます。

hellow worldを喋ったところで何もうれしくないので、プログラムを少し変更してみます。

プログラムの動作仕様

  • 最初にスタートメッセージを発する
  • メインループは何もしない
  • UART受信割り込みを検出したら、割り込みハンドラに飛ぶ
  • 割り込みハンドラ内で受信した文字(押したキー)を判定する
  • エンターキーを押した場合、8bitのLED(GPO)をインクリメントする
  • バックスペースキーを押した場合、8bitのLED(GPO)をデクリメントする
  • UART受信文字をエコーバック(そのままUART送信に返す)

以上の動作を満たすCのコードを書いてみます。

Cソース

main.c
#include "platform.h"       //とりあえず必要
#include "mb_interface.h"   //とりあえず必要
#include "ADR_MAP.h"        //自前のヘッダファイル

//ASCIIコードのバイナリ定義
    #define BS      0x08    //バックスペース
    #define CR      0x0D    //復帰
    #define LF      0x0A    //改行
    #define ESC     0x1B    //エスケープ

//-----------------------------
//グローバル変数
//-----------------------------
    unsigned char g_led=0;

//-------------------------------------------------------------------------------
//割込みハンドラ
//-------------------------------------------------------------------------------
void Int_Handl(void) {
    unsigned char msg;

    //割り込みフラグ落とす
    IRQ_ACK = 0xFFFFFFFF;

    //受信文字を持ってくる
    msg=UART_RX;

    //エコーバック
    xil_printf("%c",msg);

    //受信文字に応じた処理
    switch(msg){
        case CR://エンター
            //LEDをインクリメント
            g_led++;
            GPO1=g_led;
            break;
        case BS://バックスペース
            //LEDをデクリメント
            g_led--;
            GPO1=g_led;
            break;
        default://
            //なにもしない
            break;
    }//switch
}

//============================================================
//メインループ
//============================================================
void main()
{
    //ハードの初期化
    init_platform();

    //割込みハンドラの登録
    microblaze_register_handler((XInterruptHandler)Int_Handl,(void*)0);

    //使用する割込み選択(bit[2]⇒UART割り込み)
    IRQ_ENABLE = 0x00000004;

    //割り込みを有効にする
    microblaze_enable_interrupts();

    xil_printf("*******************\r");
    xil_printf("Start!!!!!\r");
    xil_printf("*******************\r");

    //メインループ
    while(1){

    }

}

ヘッダーファイル

今回使用しているレジスタは、UART_RXGPO1だけです。

ADR_MAP.h
#ifndef ADR_MAP_H_
#define ADR_MAP_H_

    #define UART_RX         (*(volatile unsigned int *) 0x80000000)
    #define UART_TX         (*(volatile unsigned int *) 0x80000004)
    #define UART_STATUS     (*(volatile unsigned int *) 0x80000008)

    #define GPO1            (*(volatile unsigned int *) 0x80000010)
//  #define GPO2            (*(volatile unsigned int *) 0x80000014)
//  #define GPO3            (*(volatile unsigned int *) 0x80000018)
//  #define GPO4            (*(volatile unsigned int *) 0x8000001C)

    #define GPI1            (*(volatile unsigned int *) 0x80000020)
//  #define GPI2            (*(volatile unsigned int *) 0x80000024)
//  #define GPI3            (*(volatile unsigned int *) 0x80000028)
//  #define GPI4            (*(volatile unsigned int *) 0x8000002C)

    #define IRQ_STATUS      (*(volatile unsigned int *) 0x80000030)
    #define IRQ_ENABLE      (*(volatile unsigned int *) 0x80000038)
    #define IRQ_ACK         (*(volatile unsigned int *) 0x8000003C)

//MicroBraze_mcs のIOバスは 0xC000_0000 が先頭アドレス

#endif

ビルド

SDK でctrl+B を押すとプログラムをビルドします。
Debugフォルダにelfファイルが生成されます。

プログラムの書き込み時の注意事項

いよいよプログラムを書き込みます。

今回使用しているSpartan6 ATLYSボードは、FPGAの書き込みデータ(bitファイル)をimpactで書き込む際に "PROG"と表記されているUSBコネクタから書き込みできます。
しかし、SDKからプログラムのアップロードをする場合には、エラーになってしまいます。(私の環境では)

XilinxのFPGAライター(Platform Cable USB Ⅱ)を使用している場合は問題なく書き込みできています。

プログラムの書き込み

Program FPGAボタンを押します

UpLoad1.jpg

項目 指定するデータ
Bitstream ISEで生成したbitファイルを指定します
BMM File SDKのワークディレクトリ内に作成したハードウェアプロジェクトディレクトリにあるもの(LOC情報を追記したもの)を指定します
ELF File SDKでビルド完了後に生成されたelfファイルを指定します

あとは "Program"ボタンを押すと、回路データ(bitファイル)とソフトウェア(elfファイル)を合成したデータがFPGAに転送され、
プログラムが走ります。

UpLoad2.jpg

動作確認

Tera Termを使用しシリアルポートを立ち上げておきます。
ATLYSボードでは"UART"と書いてあるJ17コネクタにmicro USBを接続することでCOMポートとして認識します。

TeraTermからエンターやバックスペースを押すと無事にLED点灯位置が応答していました。

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