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ZYNQ Linux应用案例开发手册分享(案例干货程序开发开发板)

乖囧猫 2024-07-24 08:49:16 0

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本次测试板卡为TMS320C6678开发板,它是一款基于TI KeyStone架构C6000系列TMS320C6678八核C66x定点/浮点DSP,以及Xilinx Zynq-7000系列XC7Z045/XC7Z100 SoC处理器设计的高端异构多核评估板,TMS320C6678开发板每核心主频可高达1.25GHz,XC7Z045/XC7Z100集成PS端双核ARM Cortex-A9 + PL端Kintex-7架构28nm可编程逻辑资源,引出双路CameraLink、双路SFP+光口、四路千兆网口、双路SATA、双路PCIe、四路USB、双路CAN、双路CAMERA、HDMI IN/OUT、LVDS、LCD、RS485、RS232、Micro SD、HPC FMC等接口。

开发案例说明

base-demos目录存放Linux常用开发案例,案例bin目录存放可执行文件,案例src目录存放源码。
python-demos目录存放Python开发案例,案例脚本文件无需编译,可直接运行。

如需重新编译Linux常用开发案例,请将对应案例src目录复制到Ubuntu工作目录下,进入src目录执行如下命令加载PetaLinux环境变量,并执行make命令进行案例编译。
编译完成后,将在当前目录下生成可执行文件。

ZYNQ Linux应用案例开发手册分享(案例干货程序开发开发板) 软件开发
(图片来自网络侵删)

Host# source /home/tronlong/PetaLinux/setting.sh

Host# make CC=arm-linux-gnueabihf-gcc

图 1

Linux常用开发案例tl_led_flash案例案例功能

本案例通过向评估底板用户指示灯LED设备节点反复交替写入1、0数值,实现LED闪烁效果。
LED点亮与熄灭时间均为0.5s。

程序流程如下图所示:

图 2

LED设备节点为"/sys/class/leds/user-ledX/"目录下的brightness。

图 3

操作说明

将本案例bin目录下的可执行程序tl_led_flash复制到评估板文件系统,并在可执行程序所在目录执行如下命令运行程序,即可看到评估底板LED4以0.5s的时间间隔进行闪烁。
同时,串口终端打印系统全部LED设备信息和程序当前控制的LED设备信息。

Target# ./tl_led_flash -help

Target# ./tl_led_flash -n 1

图 4

关键代码预定义LED数组。
程序由此数组获取LED信息,数组信息必须为系统已有LED信息,否则程序运行报错。

图 5

LED亮灭操作和时间间隔。

图 6

tl_key_test案例案例功能

本案例通过监听用户按键设备节点状态,检测按键事件。

程序流程如下图所示。

图 7

用户按键设备节点为"/dev/input/event0"。
获取按键事件后进行按键键值匹配,再进行事件处理。

操作说明

将本案例bin目录下的可执行程序tl_key_test复制到评估板文件系统,在可执行程序所在目录执行如下命令运行程序,串口终端将打印提示信息。
再按下评估板用户按键ZYNQ KEY1,程序将检测到按键事件,并打印按键状态信息。

Target# ./tl_key_test -help

Target# ./tl_key_test -d /dev/input/event0

图 8

关键代码

定义按键。

图 9

监听按键事件。

图 10

循环监听。

图 11

tl_can_echo案例案例功能

本案例使用canutils工具包的canecho程序,实现CAN接口数据接收并重发功能。

canutils工具包内含5个独立的程序,分别为canconfig、candump、canecho、cansend、cansequence。
各程序功能简述如下:

canconfig:用于配置CAN接口参数,比如波特率、模式等。
candump:从CAN接口接收数据并以十六进制形式打印到标准输出,亦可输出到指定文件。
canecho:从CAN接口接收数据,并将接收到的数据对外发送。
cansend:向指定CAN接口发送数据。
cansequence:向指定CAN接口发送自动重复递增数字,或指定接收模式并校验接收的递增数字。

本案例仅使用canecho功能,如需实现其他功能,可自行下载canutils工具包并从中获取对应功能程序源码。
下载链接:https://public.pengutronix.de/software/socket-can/canutils/。

程序流程如下图所示。

图 12

操作说明

使用USB转CAN模块连接评估板CAN1接口和PC机USB接口,如下图所示。
软件中的CAN0对应硬件CAN1接口。

图 13

参照调试工具安装文档安装USB转CAN驱动和ECAN Tools调试软件,双击打开ECAN Tools软件,选择设备类型,然后点击“打开设备”。

图 14

打开ECAN Tools,界面如下图所示。

图 15

将本案例bin目录下的PL端.bin格式可执行文件复制到评估板文件系统"/lib/firmware/"目录下,XC7Z045对应的PL端可执行文件为emio_can_demo_xc7z045.bin,XC7Z100对应的PL端可执行文件为emio_can_demo_xc7z100.bin。
将PL端可执行文件重命名为system_wrapper.bin,然后执行如下命令进行加载。

此处的PL端可执行文件起到将PL端IO通过EMIO的方式路由到PS端CAN控制器的作用。

Target# echo system_wrapper.bin > /sys/class/fpga_manager/fpga0/firmware

图 16

进入评估板文件系统,使用文件系统自带的canconfig工具设置波特率,并启动CAN接口。

Target# canconfig can0 stop

Target# canconfig can0 bitrate 125000

Target# canconfig can0 start

图 17

将本案例bin目录下的可执行程序tl_can_echo复制到评估板文件系统,进入可执行程序所在目录,执行如下命令查看程序参数信息。

Target# ./tl_can_echo -help

图 18

执行如下命令绑定CAN接口,并接收由ECAN Tools发出的数据,然后将接收到的数据重新发送出去。
在ECAN Tools中输入数据并点击“发送”按钮,可看到有两帧数据,一帧是发送数据,另一帧是接收数据。

Target# ./tl_can_echo can0 -v

图 19

图 20

可按"Ctrl+Z"暂停程序,并执行如下命令退出程序。

Target# killall -9 tl_can_echo

图 21

关键代码

使用socket监听CAN接口。

图 22

将从CAN接口接收到的数据重新发送出去。

图 23

tcp_udp_demos案例案例功能

本案例主要实现客户端(client)与服务端(server)的文本数据相互收发功能。
本案例包含4个程序:

tl_tcp_server:TCP服务端测试程序。
tl_tcp_client:TCP客户端测试程序。
tl_udp_server:UDP服务端测试程序。
tl_udp_client:UDP客户端测试程序。

程序流程如下图所示:

图 24 TCP通信

图 25 UDP通信

服务端和客户端程序均可在评估板、PC机Ubuntu系统上运行。
当服务端与客户端程序均在评估板上运行时,可通过127.0.0.1进行本地回环测试,无需经过路由器。
为方便测试,本章节采用评估板本地回环测试,bin目录下的4个文件均为PS端可执行程序。

操作说明

将本案例bin目录下的4个可执行程序复制到评估板文件系统。

在Ubuntu中执行如下命令使用OpenSSH登陆评估板文件系统,如下图所示。

Host# sudo ssh root@192.168.1.158 //192.168.1.158为评估板IP地址,请根据实际情况修改

图 26

TCP通信测试

在可执行程序所在目录执行如下命令运行TCP服务端和客户端程序。
2233为服务端程序指定的端口号,客户端程序端口号参数需与服务端程序一致。

Target# ./tl_tcp_server 2233 //TCP服务端命令

Host# ./tl_tcp_client 127.0.0.1 2233 //TCP客户端命令

程序执行后,客户端将会连接服务端。
在服务端输入字符串"Tronlong",按下回车键即可在客户端显示对应内容。
在客户端输入字符串"Hello Tronlong",按下回车键即可在服务端显示对应内容,如下图所示。

图 27 TCP服务端

图 28 TCP客户端

UDP通信测试

在可执行程序所在目录执行如下命令运行UDP服务端和客户端程序。
2233为服务端程序指定的端口号,客户端程序端口号参数需与服务端程序一致。

Target# ./tl_udp_server 2233 //UDP服务端命令

Host# ./tl_udp_client 127.0.0.1 2233 //UDP客户端命令

程序执行后,客户端将不会连接服务端。
服务端在收到客户端信息前无法得知客户端的存在,因此需要客户端先向服务端发送信息。

在客户端输入字符串"Tronlong",按下回车键即可在服务端显示对应内容。
在服务端输入字符串"Hello Tronlong",按下回车键即可在客户端显示对应内容,如下图所示。

图 29 UDP客户端

图 30 UDP服务端

如需在PC端Ubuntu系统运行服务端或客户端程序,请将案例src源码目录拷贝到Ubuntu工作目录。
进入源码目录后执行make命令,即可在当前目录下生成x86端可执行程序。
在不同终端运行服务端或客户端程序的命令类似,但127.0.0.1需使用服务器IP地址替代。

Host# make

图 31

关键代码

以TCP通信程序为例。

tl_tcp_client.c

注意源码中的struct sockaddr_in、socket、connect、fgets、send、recv等数据结构和系统调用的使用。

tl_tcp_server.c

注意源码中的struct sockaddr_in、socket、connect、fgets、send、recv、bind、listen、accept等数据结构和系统调用的使用。

Python开发案例

本章节以两个简单案例演示Python的使用方法。

评估板ZYNQ端文件系统已支持Python2.7和Python3.5,相关库分别位于文件系统"/usr/lib/python2.7/"和"/usr/lib/python3.5/"目录下。

图 32

tl_led_flash案例功能

本案例通过向评估底板用户指示灯LED设备节点反复交替写入1、0数值,实现LED闪烁效果。
LED点亮与熄灭时间均为0.5s。

程序流程如下图所示。

图 33

LED设备节点为"/sys/class/leds/user-ledX/"目录下的brightness。

图 34

操作说明

将案例目录下的tl_led_flash.py脚本文件拷贝到评估板文件系统,并在脚本文件所在目录执行如下命令查看程序参数信息。

Target# ./tl_led_flash.py -h

图 35

执行如下命令运行脚本程序,即可看到评估底板上的LED4进行闪烁。

Target# ./tl_led_flash.py

图 36

可按下"Ctrl+C"终止程序。

关键代码

查找所有LED设备。

图 37

控制LED亮灭。

图 38

tl_key_test案例功能

本案例通过监听用户按键设备节点状态,检测按键事件。

程序流程如下图所示。

图 39

操作说明

将案例目录下的tl_key_test.py脚本文件拷贝到评估板文件系统,并在脚本文件所在目录执行如下命令查看程序参数信息。

Target# ./tl_key_test.py -h

图 40

执行如下命令运行脚本程序,串口终端将打印提示信息。
再按下评估板用户输入按键ZYNQ KEY1,程序将检测到按键事件,并打印按键状态信息。

Target# ./tl_key_test.py -d /dev/input/event0

图 41

可按下"Ctrl+C"终止程序。

关键代码

打开按键设备。

图 42

监听按键事件。

图 43

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