ZYNQ+linux网口调试笔记（3）PL-ETH

       åœ¨ZYNQ上使用gigE Vision协议的网络接口相机。

        第一步：调通PS侧网口GEM0（Xilinx BSP默认配好）。

        第二步：调通PS侧网口GEM1（见前一篇文档：开发笔记(1)）。

        第三步：调通PL侧网口（本文阐述）。

        第四步：在PL侧网口上验证Jumbo Frame特性，并在应用层适配gigE Vision协议。

        根据《xapp》可知，PL侧的PHY支持Base-X和SGMII两种配置，这两种配置对应两种不同的PHY引脚接口（连接到MAC）。而我们的hdf文件使用的是Base-X的配置。

        关于网口的Linux驱动，我们在官网找到一份资料： Xilinx Wiki - Zynq PL Ethernet 。资料很长，我们只看与我们相关的2.4.1 PL Ethernet BSP installation for Base-X”这一章节就可以了。

        首先导入FPGA设计同事提供的hdf文件：

        在弹出的图形界面里，进入Subsystem AUTO Hardware Settings——Ethernet Settings——Primary Ethernet，确认可以看到PL侧网络设备axi_ethernet_0，说明hdf文件里已包含了必要的网口硬件信息：

        上图中被选中的网口将成为Linux上的设备eth0。这里我们默认选择ps7_ethernet_0，即使用GEM0作为首选网口。

        启用Xilinx AXI Ethernet驱动

        进入Device Drivers -- Network device support – 选中Xilinx AXI Ethernet（以及Xilinx Ethernet GEM，这是PS侧网口的驱动）

        进入Networking support – 选中 Random ethaddr if unset

        进入Device Drivers -- Network device support -- PHY Device support and infrastructure – 启用Drivers for xilinx PHYs

        进入~~~~Device Drivers -- DMA Engine Support -– 禁用~~~~Xilinx AXI DMAS Engine~~~ （对应的配置项名为 ~~ CONFIG_XILINX_DMA ~~~）

        注意： Xilinx Wiki里对设备树节点的引用有误（&axi_ethernet），导致编译报错，应改为&axi_ethernet_0。

        注：PL-ETH驱动所在路径：<project>/build/tmp/work-shared/plnx_arm/kernel-source/drivers/net/ethernet/xilinx/xilinx_axienet_main.c和xilinx_axienet_mdio.c。对应的内核配置项为CONFIG_NET_VENDOR_XILINX和CONFIG_XILINX_AXI_EMAC。

        启用ethtool和tcpdump（调试用，非必须）：

        然后将生成的BOOT.BIN和image.ub拷贝到SD卡根目录下，将SD卡插入板子上，上电运行。

        上电后，使用ifconfig eth1查看网口信息，观察MAC地址与设置的一致，且ifconfig eth1 ..1. up没有报错。

        测试网络通路：ping PC是通的。说明网口工作正常。

        Linux下eth1（即PL-ETH）的MAC地址有误

        问题描述：

        开机打印：

        注意：

        MAC地址是错的，驱动里解析出的是GEM0的MAC地址。

        试验发现，即使在system-user.dtsi里不写local-mac-address，也照样解析出的是GEM0的MAC。

        而将system-user.dtsi里的local-mac-address改名为pl-mac-address，并将驱动里解析的字符串也对应更改为pl-mac-address，则可以正确解析出来：

        Passing MAC address to kernel via Device Tree Blob and U-Boot：

       /support/answers/.html

        U-Boot里的环境变量ethaddr会覆盖掉设备树里pl-eth的local-mac-addr字段，从而影响Linux启动后的网卡MAC地址；

        但U-Boot里的环境变量ipaddr不会对Linux启动后的配置产生任何影响。因为设备树里根本就没有关于IP地址的配置。

        phy-mode怎么会是sgmii？查了下官方的提供的BSP里，也是“sgmii”。说明这个没问题。具体原因不清楚。

        @TODO: 设备树里的中断号的顺序如何影响功能？

        为何读出来的IRQ号不对呢？这是因为这里读到的不是硬件的中断号，而是经过系统映射之后的软件IRQ number。两者不具有线性关系。

        关于中断号的疑问：

        Linux上的网口eth0、eth1的顺序，似乎是按照phy地址从小到大来排布的。

        Xilinx xapp-zynq-eth.pdf (v5.0) July ,源码外汇crm源码

       /support/documentation/application_notes/xapp-zynq-eth.pdf

        Xilinx Wiki - Zynq PL Ethernet:

       /wiki/spaces/A/pages//Zynq+PL+Ethernet

        Xilinx Wiki - Linux Drivers:

       /wiki/spaces/A/pages//Linux+Drivers

        Xilinx Wiki - Linux Drivers - Macb Driver:

       /wiki/spaces/A/pages//Macb+Driver

        Xilinx Wiki - Zynq Ethernet Performance:

       /wiki/spaces/A/pages//Zynq+Ethernet+Performance

        查到关于Jumbo frame MTU的定义，当前值为，可否改大一些？

        驱动源码里关于jumbo frame的说明：

        设置MTU为，发现ping包最大长度只能设为ping ..1. -s

       https://lore.kernel.org/patchwork/patch//

        【完】

如何利用Zynq-的PL和PS进行交互

       åœ¨Zynq-上编程PL大致有3种方法：

       1. 用FSBL，将bitstream集成到boot.bin中

       2. 用U-BOOT命令

       3. 在Linux下用xdevcfg驱动。

       æ­¥éª¤ï¼š

       1. 去掉bitstream的文件头

       ç”¨FSBL烧写PL Images没有什么好说的，用Xilinx SDK的Create Boot Image工具即可完成，不再赘述。用后两种方法需要把bitstream文件的文件头用bootgen工具去掉。

       ä¸€ä¸ªå…¸åž‹çš„bif文件如下所示：

       the_ROM_image:

       {

       [bootloader]<fsbl_name>.elf

       <pl_bitstream_name>.bit

       <u-boot_name>.elf

       }

       bif文件可以用文本编辑器写，也可以用Xilinx SDK的Create Boot Image工具生成。然后在命令行下用以下命令即可去掉bitstream文件的文件头。

       bootgen -image <bootimage>.bif -split bin -o i BOOT.BIN

       "-split”参数可以生成以下文件：

       <pl_bitstream_name>.bit.bin

       2. 在U-BOOT下烧写PL Image

       å‘½ä»¤â€fpga load”和”fpga loadb”都可以。区别是前一个命令接受去掉了文件头的bitstream文件，后一个命令接受含有文件头的bitstream文件。

       åœ¨OSL .2上，缺省编译就可以完整支持写入PL Image的功能。但是在Petalinux .下，尽管可以在U-BOOT下看到命令”fpga”，还需要在文件

       <PROJ>/subsystems/linux/configs/u-boot/platform-top.h 中增加以下内容后重新编译才可以支持具体的功能。

       /* Enable the PL to be downloaded */

       #define CONFIG_FPGA

       #define CONFIG_FPGA_XILINX

       #define CONFIG_FPGA_ZYNQPL

       #define CONFIG_CMD_FPGA

       #define CONFIG_FPGA_LOADFS

       åœ¨OSL .2 U-BOOT中，具体的功能是在zynqpl.c的zynq_load()中实现的。

       3. 在Linux下烧写PL Image

       OSL Linux .2.中已经含有xdevcfg驱动了（之前就有，不过本文是在这个版本上验证的），直接用以下命令就可以完成PL Image写入。

       cat <path_to_storage_media>/<pl_bitstream_name>.bit.bin > /dev/xdevcfg

       Linux驱动的源代码在xilinx_devcfg.c中。因为驱动的编号是通过alloc_chrdev_region()动态分配的，所以不需要手工用mknod命令手动建立设备节点。

       åœ¨Linux驱动中，每次往DevCfg中写入字节，直到全部写完。

       4. 在用户程序中烧写PL Image

       ç›®å‰æ²¡æœ‰çŽ°æˆçš„源码来完成这个功能，不过可以用mmap()把DevCfg的寄存器映射到用户程序的虚地址中，然后参考一些现成的软件代码来完成这个功能：

        * FSBL中的pcap.c

        * U-BOOT中的zynqpl.c

        * Linux中的xilinx_devcfg.c

        * Xilinx SDK中的例子。例子位于以下位置，随SDK的版本会有变化。

        C:\Xilinx\SDK\.1\data\embeddedsw\XilinxProcessorIPLib\drivers\devcfg_v3_0\examples\index.html

       å°ç»“：

       DevCfg外设内部有自己的DMA，只需要简单的配置PL Image的基地址和长度到DevCfg寄存器，就可以完成Zynq- PL Image的加载。Xilinx已经提供了灵活的解决方案，如果开发者要把这个功能集成在自己的应用程序中，也有很多的代码可以参考，并不是很困难的任务。