下载仓库
LiteX有一个生态库叫做litex-boards，里面包含了上百种开发板（比如Xilinx、Digilent等品牌）
若是你手中有现成的开发板，可以直接使用litex-boards仓库：https://github.com/litex-hub/litex-boards
而我目前手头的是BoChenK7开发板我自己作了一个litex-boards-vacajk仓库：https://github.com/vacajk/litex-boards-vacajk
开发板在Python代码中的名称为：bochen_kintex7_base
litex-boards-vacajk仓库依赖LiteX开发环境，环境搭建方法可以跳转：【LiteX】使用Python实现FPGA SoC构建的开源工具
# 激活conda环境 conda activate <your conda env name> # 进入litex环境目录 cd ~/Study/litex/env/litex # 下载仓库 git clone git@github.com:vacajk/litex-boards-vacajk.git # 安装仓库 cd litex-boards-vacajk pip install --editable . 工程设计
bochen_kintex7_base开发板的基础配置文件：litex-boards-vacajk/litex_boards_vacajk/targets/bochen_kintex7_base.py
默认情况会开启如下配置：
- –cpu-type=vexriscv
- –with-led-chaser
其他默认不开启的配置包括：
- –with-sdram
- –with-spi-flash
- –with-sdcard
- –with-ethernet
- –with-etherbone
- –with-video-terminal
- –with-video-framebuffer
- –with-video-colorbars
工程构建
# 加载vivado开发环境 $ source ~/Xilinx/Vitis/2021.1/settings64.sh # 找一个工程目录（如果使用python -m的方法，在哪里运行都无所谓） $ cd ~/Study/litex/env/litex-boards-vacajk/litex_boards_vacajk # 编译BIOS、综合、布局、布线、生成bitstream（我们使用默认配置即可实现Hello World和LED点灯的测试） $ python -m litex_boards_vacajk.targets.bochen_kintex7_base --build # 编译完成时的log（最后一步为生成bitstream） Creating config memory files... Creating bitstream load up from address 0x00000000 Loading bitfile bochen_kintex7_base.bit Writing file ./bochen_kintex7_base.bin Writing log file ./bochen_kintex7_base.prm =================================== Configuration Memory information =================================== File Format BIN Interface SPIX4 Size 16M Start Address 0x00000000 End Address 0x00FFFFFF Addr1 Addr2 Date File(s) 0x00000000 0x001B35CB Aug 17 20:13:58 2024 bochen_kintex7_base.bit 0 Infos, 0 Warnings, 0 Critical Warnings and 0 Errors encountered. write_cfgmem completed successfully # quit INFO: [Common 17-206] Exiting Vivado at Sat Aug 17 20:13:59 2024... 构建流程
作为第一个工程，这里简单介绍以下LiteX的整体构建流程（自己摸索总结）
TODO：详细介绍
- 运行Python脚本
- 所有LiteX的IP模块都是由Python编写并封装成类
- 运行Python脚本时如果发现有语法、连接错误问题，直接会被Python解释器报错
- 打印SoC结构
- 编译BIOS
- 生成Verilog
- 综合、布局、布线、生成bitstream
工程测试
连接JTAG(USB)、UART(USB)、电源(USB)到BoChenK7开发板
# 查看USB转串口设备名 $ ls /dev/ttyUSB* /dev/ttyUSB0 # +x属性到USB转串口设备 $ sudo chmod +x /dev/ttyUSB0 提前打开新的BASH Shell，使用litex_term打开串口监听
# BASH B $ cd ~/Study/litex/env/litex-boards-vacajk/litex_boards_vacajk $ litex_term /dev/ttyUSB0 打开litex_term后，再进行FPGA bitstream下载
# BASH A $ cd ~/Study/litex/env/litex-boards-vacajk/litex_boards_vacajk $ python -m litex_boards_vacajk.targets.bochen_kintex7_base --load Hello World
查看BASH A中的litex_term命令行
__ _ __ _ __ / / (_) /____ | |/_/ / /__/ / __/ -_)> < /____/_/__/__/_/|_| Build your hardware, easily! (c) Copyright 2012-2024 Enjoy-Digital (c) Copyright 2007-2015 M-Labs BIOS built on Aug 17 2024 20:11:57 BIOS CRC passed (6edd64b6) LiteX git sha1: 35498b468 --=============== SoC ==================-- CPU: VexRiscv @ 100MHz BUS: wishbone 32-bit @ 4GiB CSR: 32-bit data ROM: 128.0KiB SRAM: 8.0KiB --============== Boot ==================-- Booting from serial... Press Q or ESC to abort boot completely. sL5DdSMmkekro Timeout No boot medium found --============= Console ================-- litex> 这个命令行控制窗口的打印我们就当它是Hello World了
如果想在其中添加一些自定义log，可以修改C代码：litex/litex/soc/software/bios/main.c
LED点灯
我们的构建中默认添加了LedChaser模块，对接了开发板上的8个LED
上电时，该模块会自动运行流水灯
TODO：照片
我们可以在litex_term命令行中对LED等进行控制
litex> help leds - Set Leds value # 查看LEDk控制命令：leds <value> litex> leds leds <value> # 控制LED亮灭 litex> leds 0x55 Settings Leds to 0x55 litex> leds 0xAA Settings Leds to 0xaa litex> leds 0xff Settings Leds to 0xff litex> leds 0x00 Settings Leds to 0x0 litex> Memory测速
除了上述的Hello World外，我们还能通过litex_term命令行作一些其它测试
# help查看所有命令 litex> help LiteX BIOS, available commands: leds - Set Leds value flush_cpu_dcache - Flush CPU data cache crc - Compute CRC32 of a part of the address space ident - Identifier of the system help - Print this help serialboot - Boot from Serial (SFL) reboot - Reboot boot - Boot from Memory mem_cmp - Compare memory content mem_speed - Test memory speed mem_test - Test memory access mem_copy - Copy address space mem_write - Write address space mem_read - Read address space mem_list - List available memory regions # 查看SoC固件名称 litex> ident Ident: LiteX SoC on Bochen Kintex7 Base 2024-08-17 20:11:56 # 查看SoC的Memory Map ## ROM：放BIOS程序固件 ## SRAM：放BIOS程序固件及运行时程序，空余一些Memory可以作测试 ## CSR：SoC寄存器空间 litex> mem_list Available memory regions: ROM 0x00000000 0x20000 SRAM 0x10000000 0x2000 CSR 0xf0000000 0x10000 # 测试SRAM读写速度 ## 因为SRAM中包含了一些BIOS程序、变量等代码，我们只能取中间一小段对读写带宽进行测试 ## 测试命令：mem_speed 0x10001000 0x400 ## 测试范围：0x10001000~0x100013FFF litex> mem_speed 0x10001000 0x400 Memspeed at 0x10001000 (Sequential, 1.0KiB)... Write speed: 154.7MiB/s Read speed: 84.9MiB/s SoC运行速率为100MHz，总线带宽为32bit，理论最大带宽为32/8*100=400MB/s
mem_speed是32bit CPU软件读写SRAM带宽测试，利用率 154.7/400=38.7%，还不错
替换BIOS
之前在仿真时已经测试过替换BIOS的功能：【LiteX】【仿真】使用litex_sim在Python环境中实现FPGA SoC仿真测试
编译demo程序
# --build-path=build/bochen_kintex7_base：指向编译目录，该文件夹中包含了gateware和software子目录 # --mem=rom：告诉编译工具demo.bin运行在rom中（启动地址会和bios.bin相同） $ cd ~/Study/litex/env/litex-boards-vacajk/litex_boards_vacajk $ litex_bare_metal_demo --build-path=build/bochen_kintex7_base --mem=rom 构建烧录程序
# BASH A $ cd ~/Study/litex/env/litex-boards-vacajk/litex_boards_vacajk # 将demo.bin替换bios.bin，构建FPGA SoC $ python -m litex_boards_vacajk.targets.bochen_kintex7_base --integrated-rom-init=demo.bin --build # 下载bitstream到FPGA $ python -m litex_boards_vacajk.targets.bochen_kintex7_base --integrated-rom-init=demo.bin --load 串口查看demo.bin运行
# BASH B $ cd ~/Study/litex/env/litex-boards-vacajk/litex_boards_vacajk $ litex_term /dev/ttyUSB0 LiteX minimal demo app built Aug 17 2024 21:16:24 Available commands: help - Show this command reboot - Reboot CPU led - Led demo donut - Spinning Donut demo helloc - Hello C litex-demo-app> helloc Hello C demo... C: Hello, world! litex-demo-app> donut Donut demo... $@@@$$$$$$$ $@@@@$$$###*****##$$ #$$@@@$$$#**!=;===!**#$$$# #$$@@@@@$$##*=:~:;;==*!*#$$$$# *#$$$@@@@$$$##*=-,,--~=***#$$@@$$ !*#$$$$@@@@$$$$#*!....~:;!!*#$$@@@$# =!*###$$$$$$$$$$$$$$##*,~;~=!*#$$$$$$#= ;=!*####$$$$$$$$$$$$$$$########$$$$$$## ~==!***####$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$#*! :;==!!**######$$$$$$$$$$$$$$$$$$$####*= ~;===!!****##########$$#$$########**!= ~:;;==!!!!*****###############***!!=; .~:;;===!!!!!!**************!!!!==;~ ,~::;;;;====!!!!!!!!!!*!!!=====;~ .,~~:;;;;;;;======!!;==;;:::~, ,--::::;:;;;;;:;;::::~-. litex-demo-app>
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