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Vivado软件 正常/远程下载烧录

本文将介绍使用Vivado软件下载*.bit文件/烧录*.mcs文件到硬件开发板(FII-PRX100-D)的两种方法:

  • 正常下载烧录过程
  • 远程下载烧录过程

Vivado远程下载发生在硬件开发板(FII-PRX100-D)需要连接到运行 Vivado另一台机器时。一般来说,如果Vivado运行和硬件在同一台电脑上运行时,按照之前Vivado软件的下载流程即可。注意在使用Vivado软件下载和烧录时需要确保硬件开发板正确连接。

 

1. 正常下载烧录

正常下载的流程如下:

按照之前在Vivado软件的使用中生成*.bit文件的步骤,进行工程的综合与实现。

  • 工程设计综合

Flow Navigator下,点击SYNTHESIS > Run Synthesis,进行综合,如图1所示。

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图1 工程综合

 

弹出如图2所示的窗口,表示已经成功综合。

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图2 完成综合

 

  • 工程实现

点击 IMPLEMENTATION > Run Implementation,进行工程布局布线。

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图3 工程实现

 

出现图4所示窗口,说明工程成功实现。

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图4 完成工程实现

 

  • 生成*.bit文件

点击PROGRAM AND DEBUG > Generate Bitstream,生成*.bit文件,如图5所示。

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图5 生成*.bit文件

  • 下载*.bit文件

点击PROGRAM AND DEBUG > Open Hardware Manager,有1,2两种方法open target,如图6所示。

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图6 Open Target

 

点击Open Target,出现图7所示窗口,点击Auto Connect

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图7 Auto Connect

 

Auto Connect后,Hardware Manager窗口会出现FII-PRX100-D芯片,xc7a100t,如图8所示。

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图8 连接到FII-PRX100-D芯片

 

如图9所示,点击xc7a100t,再点击Program Device

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图9 Program Device

 

如图10所示,在弹出的窗口里选择正确的*.bit文件(也可以点击绿色框内,在图11所示界面下选择*.bit文件)。选择完*.bit文件后,点击Program,即可完成*.bit文件的下载。至此,已经成功使用Vivado软件完成一个工程的创建,编译,下载。

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图10 选择正确的*.bit文件

 

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图11 查找*.bit文件

 

  • 生成*.mcs文件

*.mcs文件全称为Intel MCS-86 Hexadecimal Object,格式中具有 9 个字符(4 个字段)的前缀,用于定义记录的开始、字节数、加载地址和记录类型,以及一个 2 个字符的校验和后缀。

在Vivado菜单上点击Tools > Generate Memory Configuration File,如图12所示。

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图12 Tools > Generate Memory Configuration File

 

弹出如图13所示窗口后,根据以下步骤进行配置:

  1. 选择格式为MCS
  2. 选择Memory Partmt25ql128(在绿色框内进行选择相应的FLASH)
  3. 对要生成的*.mcs文件进行命名
  4. 根据*.xdc文件的配置,选择SPIx1,SPIx2或SPIx4,这里将接口选为SPIx4如果*.xdc文件中没有配置SPI,默认情况下选择SPIx1
  5. 选择Load bitstream files
  6. 在绿色框内选择生成的*.bit文件
  7. 选择Overwrite
  8. 点击OK

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图13 生成*.mcs文件

 

成功生成*.mcs文件后,即会弹出图14的窗口,在绿色框内点击OK。

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图14 成功生成*.mcs文件

 

  • 烧录*.mcs文件

下图所示为JTAG通过FPGA间接烧录FLASH。当烧录完成后,FPGA在上电后再从FLASH中加载程序。

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图15 JTAG通过FPGA间接烧录FLASH

 

在烧录*.mcs文件之前,需要先添加FLASH,如图16所示。在Hardware Manager中点击xc7a100t,并点击Add Configuration Memory Device

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图16 添加配置内存器件

 

在图17中所示的弹出窗口中,输入mt25ql128.

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图17 选择内存器件

 

在选择完内存器件后,会出现图18所示的弹出窗口,点击OK。或者可以在图19所示的Hardware Manager里,点击mt25ql128点击Program Configuration Memory Device

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图18 弹出窗口

 

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图19 点击配置内存

 

在图20所示的弹出窗口中,可以通过以下的步骤烧录*.mcs文件:

  1. 选中之前生成的*.mcs文件,点中绿色框可以进行选择配置
  2. 必选Program,其他的选项都是可选的
  3. 点击OK

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图20 选择*.mcs文件

 

至此,*.mcs文件烧录到FLASH的过程已经完成。PRX100-D开发板会空闲的状态(即FPGA 不工作状态),可以通过按FPGA板上的reset按键来激活FPGA(或者重新断电,再上电操作来启动FLASH中的FPGA程序)。

 

2. 远程下载烧录

上文中提到,Vivado远程下载/烧录发生在硬件开发板(FII-PRX100-D)需要连接到运行 Vivado另一台机器时。这里区分使用Vivado软件的计算机为主机连接硬件开发板的计算机为从机。注意这里远程下载烧录成功的前提是主机从机都装有Vivado软件。在远程下载烧录操作中,主机生成*.bit文件和*.mcs文件与上述的过程是一样的。区别之处在于打开目标开发板的方式。

 

主机上使用Vivado open target步骤还是相同的。点击PROGRAM AND DEBUG > Open Hardware Manager,有1,2两种方法open target,如图6所示。

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图6 Open Target

 

点击Open Target,出现图21所示窗口,点击Open New Target… 

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图21 Open New Target

 

出现如图22所示窗口,点击Next

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图22 Open Hardware Target

 

图23所示为远程连接需要的信息。首先在Connect to栏选择Remote server(target is on remote machine)Host name从机的机名(可在下图27中找到)或是IP地址(下图所示填的是IP地址),Port填从机的硬件服务器端口(一般是3121,可在下图27中找到,或者查找Hardware Server Properties确认,如图24所示为从机的端口号)。

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图23 Hardware Server Settings

 

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图24 端口号

主机点击Next进行下一步之前,要先在从机上运行命令(要求从机上下载Vivado,不用打开Vivado)。

从机上打开Windows command。这里提供一种方法,快捷键Windows + R,进入图25所示界面,输入“cmd”,点击确定,即可进入Windows command,如图26所示。

 

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图25 打开Windows 运行

 

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图26 Windows command界面

 

接下来在Windows command中运行下列所示代码(需根据用户下载路径修改):

C:\Xilinx\Vivado\<Vivado_version>\bin\hw_server.bat

比如图27所示中的修改后的路径。注意图27中DESKTOP-BKBEN3F是本文所使用的从机名,3121是端口号。

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图27 从机在Windows command中输入命令

 

在从机运行上述命令后,主机可以点击Next,即可成功进入图28所示界面,核对好从机的信息后,点击Next。

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图28 添加Hardware Targets

 

图29所示为连接从机的总结,如果发现需要修改处,可以点击Back返回到对应界面修改。检查后,点击Finish结束设置。

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图29 Open Hardware Target Summary

 

图30所示为主机中Vivado正确远程连接到从机所显示的界面,红框中所示不再是localhost而是从机的IP地址,之后在主机上对从机下载*.bit文件和烧录*.mcs文件到FLASH的步骤与上文中一般下载烧录过程一样。注意所有对从机的操作都是在主机的Vivado中完成。从机需要保证硬件板连接正确,在Windows command中运行上述C:\Xilinx\Vivado\<Vivado_version>\bin\hw_server.bat命令即可。

 

 

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图30 成功远程连接从机

 

至此,通过Vivado软件正常/远程下载烧录的步骤已完成,更多关于Vivado软件的使用,会在后续文章中介绍。

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