Vivado ist ein beliebtes Programm für die Entwicklung und Gestaltung von proprietären Matrix- (FPGA) - und Chip-on-Chip-Systemen (SoC) von Xilinx. Ein wichtiger Schritt bei der Arbeit mit Vivado besteht darin, eine mcs-Datei zu erstellen, die die Software enthält, die zum Herunterladen auf ein FPGA oder SoC benötigt wird. In dieser schrittweisen Anleitung erfahren Sie, wie Sie eine mcs-Datei in Vivado erstellen.
Schritt 1: Starten Sie Vivado und öffnen Sie das Projekt, mit dem Sie arbeiten möchten. Stellen Sie sicher, dass das Projekt ordnungsgemäß konfiguriert ist und alle erforderlichen Dateien und Einstellungen enthält.
Schritt 2: Wählen Sie im Vivado-Menü "Bitstream generieren". Durch diese Aktion wird eine bitweise Konfigurationsdatei (Bitstream) erstellt, die eine Basis-FPGA- oder SoC-Konfigurationszuordnung enthält. Warten Sie, bis der Bitstream-Generierungsprozess abgeschlossen ist.
Hinweis: Wenn Sie bereits über eine bitweise Konfigurationsdatei verfügen, können Sie diesen Schritt überspringen und mit dem nächsten fortfahren.
Schritt 3: Wählen Sie nach Abschluss des Bitstream-Erzeugungsprozesses im Vivado-Menü "Hardware-Manager öffnen" aus. Wählen Sie im geöffneten Fenster "Open Target" und verbinden Sie es mit Ihrem einteiligen FPGA- oder SoC-Board.
Schritt 4: Wählen Sie im Menü "Datei" die Option "Export" und dann "Hardware exportieren". Legen Sie im angezeigten Dialogfeld den Pfad und den Dateinamen für die exportierten Daten fest (standardmäßig: hardware\project_name) und wählen Sie das Format "Xilinx Hardware Definition (.xsa)". Klicken Sie auf "OK", um den Exportvorgang zu starten.
Schritt 5: Nachdem der Export abgeschlossen ist, öffnen Sie das SDK (Software Development Kit) aus dem Vivado-Menü. Erstellen Sie ein neues SDK-Projekt oder wählen Sie ein vorhandenes aus.
Anmerkung: Wenn Sie bereits über ein SDK-Projekt mit konfigurierten Quelldateien verfügen, können Sie diesen Schritt überspringen und mit dem nächsten fortfahren.
Schritt 6: Wählen Sie nach dem Öffnen des SDK "Datei" und dann "Neu". Wählen Sie im Dialogfeld "Projekt" die Option "Anwendungsprojekt" aus und klicken Sie auf "Weiter". Legen Sie den Projektnamen fest, wählen Sie das Architekturziel (FPGA oder SoC) aus und wählen Sie die Plattform aus. Klicken Sie auf Weiter und dann auf Fertig stellen, um ein neues SDK-Projekt zu erstellen.
Schritt 7: Wählen Sie im SDK-Projekt "Datei" und dann "Neu". Wählen Sie im Dialogfeld Neu die Option source und Memory Initialization File aus. Klicken Sie auf "Weiter" und legen Sie den Dateinamen und den Pfad fest. Wählen Sie im Bereich "Location" die Option "Current BSP" und klicken Sie auf "Finish".
Schritt 8: Nachdem Sie die Speicherinitialisierungsdatei erstellt haben, öffnen Sie sie im Editor und fügen Sie den gewünschten Inhalt hinzu (z. B. Programmcode oder Konfigurationsdaten). Speichern Sie die Datei, und schließen Sie den Editor.
Schritt 9: Wählen Sie im SDK-Menü "Xilinx" und dann "FPGA-Programm". Wählen Sie im angezeigten Dialogfeld Ihre bitweise Konfigurationsdatei (bitstream) aus und klicken Sie auf "Programm". Warten Sie, bis das FPGA oder SoC den Bitstream lädt.
Schritt 10: Nachdem der Bitstream erfolgreich in das FPGA oder SoC geladen wurde, gehen Sie zurück zum Vivado-Menü und wählen Sie "Hardware-Manager öffnen". Schließen Sie an Ihr FPGA- oder SoC-Board an, wenn Sie noch nicht angeschlossen sind.
Schritt 11: Wählen Sie im Menü "Datei" die Option "Exportieren" und dann "MCS exportieren". Legen Sie im angezeigten Dialogfeld den Pfad und den Dateinamen für die zu exportierende MCS-Datei fest (Standard: hardware\project_name) und klicken Sie auf OK, um den Exportvorgang zu starten.
Schritt 12: Nach Abschluss des Exports erhalten Sie eine mcs-Datei, die die Software enthält, die Sie auf Ihr FPGA- oder SoC-Board herunterladen können. Diese Datei kann für die Firmware, Aktualisierung oder Programmierung des Geräts verwendet werden.
Jetzt wissen Sie, wie Sie eine mcs-Datei in Vivado erstellen. Befolgen Sie diese Schritt-für-Schritt-Anweisungen und erhalten Sie die erforderliche Datei, um mit Ihrem FPGA- oder SoC-Board zu arbeiten.
Installation und Konfiguration von Vivado
Um mit Vivado zu beginnen, müssen Sie diese Software installieren und konfigurieren. Hier ist eine Schritt-für-Schritt-Anleitung:
- Laden Sie Vivado von der offiziellen Xilinx-Website herunter.
- Starten Sie das Installationsprogramm und folgen Sie den Anweisungen auf dem Bildschirm.
- Wählen Sie den Pfad für die Installation von Vivado aus.
- Wählen Sie die Komponenten aus, die Sie installieren möchten.
- Warten Sie, bis die Installation abgeschlossen ist.
- Starten Sie Vivado und geben Sie beim ersten Start den Pfad zur Lizenzdatei an.
- Nach erfolgreicher Aktivierung können Sie mit Vivado beginnen.
Jetzt sind Sie bereit, Dateien zu erstellen und Projekte in Vivado zu entwickeln!
Eröffnung eines Projekts in Vivado
Um mit der Erstellung einer mcs-Datei in Vivado zu beginnen, müssen Sie das Projekt in diesem Programm öffnen. Hier ist, wie man es macht:
Schritt 1: Starten Sie Vivado und wählen Sie "Projekt öffnen" aus dem Menü "Datei".
Schritt 2: Wählen Sie im angezeigten Fenster den Ordner aus, in dem sich Ihr Projekt befindet, und wählen Sie die Datei mit der Erweiterung aus .xpr.
Schritt 3: Klicken Sie auf "Öffnen", um das Projekt in Vivado zu öffnen.
Schritt 4: Nachdem Sie das Projekt geöffnet haben, sehen Sie den Projektbaum auf der linken Seite der Vivado-Oberfläche.
Schritt 5: Jetzt können Sie mit dem Projekt beginnen und mcs-Dateien erstellen.
Sie haben das Projekt in Vivado erfolgreich geöffnet und sind bereit, mit der Erstellung der mcs-Datei zu beginnen!
Erstellen einer neuen Datei im Projekt
Befolgen Sie diese Schritte, um eine neue Datei in einem Vivado-Projekt zu erstellen:
- Öffnen Sie das Projekt in Vivado. Wählen Sie dazu im Menü "Datei" die Option "Projekt öffnen" und wählen Sie die entsprechende Projektdatei (.xpr oder .xise).
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Projektbaum (im Fenster "Project Manager") und wählen Sie "Sources hinzufügen".
- Wählen Sie im angezeigten Dialogfeld "Add or create design sources" und klicken Sie auf "Next".
- Wählen Sie den Ordner aus, in dem Sie eine neue Datei erstellen möchten, und klicken Sie auf "Finish".
- Wählen Sie im angezeigten Fenster "Add or Create Design Sources" die Option "Create File" aus und klicken Sie auf "Next".
- Geben Sie einen Namen für die neue Datei ein und wählen Sie den Dateityp aus (z. B. .v für die Verilog-Datei) und klicken Sie auf Fertig stellen.
Sie haben jetzt eine neue Datei in Ihrem Vivado-Projekt erstellt. Sie können es öffnen, indem Sie im Projektbaum darauf doppelklicken und damit beginnen.
Hinzufügen von Modulen zu einer Datei
Nachdem Sie die mcs-Datei in Vivado erfolgreich erstellt haben, müssen Sie die Module hinzufügen, die in Ihrem Projekt verwendet werden sollen. Führen Sie dazu die folgenden Schritte aus:
- Öffnen Sie die mcs-Datei in Vivado.
- Suchen Sie nach dem Ort, an dem Sie das Modul hinzufügen möchten, und fügen Sie den folgenden Code ein:
module_instance_name (.port1(port1_name), .port2(port2_name), . );
Ersetzt für den Namen des Moduls, das Sie hinzufügen möchten, und module_instance_name - auf den Namen der Modulinstanz.
Ersetzt port1(port1_name) an den ersten Port des Moduls, port2(port2_name) - im Namen des zweiten Ports des Moduls und so weiter, entsprechend der Anzahl der Ports des Moduls.
Um beispielsweise ein Modul mit dem Namen hinzuzufügen my_module und zwei Ports mit Namen in und out der Code würde folgendermaßen aussehen:
my_module my_module_inst(.in(in_signal), .out(out_signal));
3. Speichern Sie die Änderungen in der mcs-Datei.
Nachdem Sie die Module hinzugefügt haben, haben Sie eine vollständig konfigurierte mcs-Datei, die für die Verwendung in Ihrem Projekt bereit ist.
Verknüpfen von Kontakten mit Modulen
Die folgenden Schritte helfen Ihnen, Kontakte mit Modulen zu verknüpfen:
- Öffnen Sie das Fenster "I/O-Planung" in Vivado. Dies kann über das Menü "Fenster -> I/O-Planung" erfolgen.
- Im Fenster "I/O-Planung" müssen Sie ein neues Modul erstellen oder ein bereits vorhandenes Modul auswählen, an das Sie Kontakte binden möchten.
- Wählen Sie ein Modul aus der Liste aus, indem Sie mit der rechten Maustaste darauf klicken und je nach Fall die Option "I/O-Port erstellen" oder "I/O-Port zuweisen" auswählen.
- Nachdem Sie ein Modul erstellt oder ausgewählt haben, müssen Sie den entsprechenden Kontakt auf Ihrem Gerät finden. Suchen Sie es in der Liste der verfügbaren Kontakte im selben Fenster.
- Wählen Sie den gewünschten Kontakt aus und klicken Sie je nach Fall auf die Schaltfläche "Selected I/O Assign" oder "Selected I/O Connect".
- Wiederholen Sie die Schritte 3 bis 5 für alle Kontakte, die Sie an dieses Modul binden möchten.
- Nachdem Sie alle Kontakte mit den Modulen verknüpft haben, können Sie Ihre Änderungen speichern, indem Sie auf die Schaltfläche "OK" klicken.
Jetzt haben Sie die Kontakte erfolgreich an die Module in Vivado gebunden. Dadurch kann Vivado eine mcs-Datei korrekt generieren, die alle erforderlichen Daten für die Firmware Ihres Geräts enthält.
Erstellen einer mcs-Datei
Schritt 1: Starten Sie Vivado und öffnen Sie das Projekt, für das Sie eine mcs-Datei erstellen möchten.
Schritt 2: Öffnen Sie ein Terminalfenster in Vivado, indem Sie im oberen Menü "Fenster" und dann "Tcl Console" auswählen.
Schritt 3: Geben Sie im Terminal den folgenden Befehl ein, um eine neue mcs-Datei zu erstellen:
- - die Größe der mcs-Datei in Bytes.
- - auswahl der Schnittstelle (z. B. spi).
- - vollständiger Pfad zur Vivado-Projektdatei.
- - auswahl des Prozessors (z. B. xc7z020_1).
- - der Name der zu erstellenden mcs-Datei.
Beispielbefehl:
write_cfgmem -format MCS -size 16M -interface spi -i D:/path/to/project.xpr -p xc7z020_1 -o output.mcs
Schritt 4: Drücken Sie die Eingabetaste, um den Befehl auszuführen. Vivado erstellt eine mcs-Datei mit den angegebenen Parametern.
Jetzt haben Sie eine mcs-Datei, die Sie verwenden können, um Ihr Projekt auf dem Board zu Firmware.
