如何在FPGA上实现神经网络 fpga实现sgmii

1 引言

有了上一讲的基础知识后，本篇进行基于SoC的PL与PS侧协同完成通过网口SGMII的udp传输，本教程为全网第一篇关于ZCU106开发板的教程，先上视频看效果。

ZCU106与PC的UDP通讯

2  实验内容

1、实验任务：通过ZCU106的SGMII网口与PC机完成基于UDP协议的数据传输

2、实验软件：Vivado 2019.1、Vivado SDK 2019.1、网络调试助手（自行下载）、友善串口调试助手

实验硬件：ZCU106、网线1一条

3、实验过程：

 step1：建立项目工程：udp_test_ps

step2：建立PS侧设计，就和simulink一样搭建模块

 

 step3：添加ZYNQ+支持

直接双击，界面就出现了芯片，然后点击下图的自动运行模块

 然后变成了这样

 我们双击后在左侧的PS-PL configuration的search搜索hpm,ba AXI HPM1 FPD的钩子去掉。

再次使用search搜索irq（中断信号），把IRQ0[0-7]改成0，然后直接点击OK

 

step4：修改ddr属性，这个可能每个开发板不一样。我的开发板必须设置成这个样子才能运行。

然后点击校验按钮，没问题后变成了这样：

 step5：输出产品，创建HDL WARRP

 

step6：生存bit文件，并将bit文件输出到sdk中，然后直接店家Launch SDK按钮。

 

 step7：建立app_cpu0程序并设置为server服务。

 

 

 step8：删除下面红框两个文件，并修改main.c文件，并添加sys_intr.c、sys_intr.h、user_udp.c、user_udp.h这4个文件。

 1、main.c

//--------------------------------------------------
// Company: 东北电力大学
// Engineer: Yang Zheng
//--------------------------------------------------

#include "sleep.h"
#include "user_udp.h"
#include "sys_intr.h"
#include "lwip/ip.h"

extern unsigned udp_connected_flag;
static  XScuGic Intc;   //GIC

static struct netif server_netif;
struct netif *netif;

int main(void)
{

	ip_addr_t ipaddr, netmask, gw;

	/*  开发板MAC地址  */
	unsigned char mac_ethernet_address [] =
		{0x00, 0x0a, 0x35, 0x00, 0x01, 0x02};
	/*  开启中断系统  */
	Init_Intr_System(&Intc);
	Setup_Intr_Exception(&Intc);
	netif = &server_netif;

	xil_printf("Configuring default IP of 172.168.1.10\r\n");
	IP4_ADDR(&(netif->ip_addr),  172, 168,   1, 10);
	IP4_ADDR(&(netif->netmask), 255, 255, 255,  0);
	IP4_ADDR(&(netif->gw),      172, 168,   1,  1);
	ipaddr.addr = netif->ip_addr.addr;
	gw.addr = netif->gw.addr;
	netmask.addr = netif->netmask.addr;
	lwip_init();   //初始化lwIP库
	/* 添加网络接口并将其设置为默认接口 */
	if (!xemac_add(netif, &ipaddr, &netmask, &gw, mac_ethernet_address, XPAR_XEMACPS_0_BASEADDR)) {
			xil_printf("Error adding N/W interface\r\n");
			return -1;
	}
	netif_set_default(netif);
	netif_set_up(netif);        //启动网络
	user_udp_init();            //初始化UDP

	while(1)
	{
		/*  将MAC队列中的包传输的LwIP/IP栈中   */
		xemacif_input(netif);
		if (udp_connected_flag) { //发送
			xil_printf("udp con is successed\r\n");
			sleep(10);
			udp_printf();
		}
	}
	return 0;
}

2、 sys_intr.c

//--------------------------------------------------
// Company: 东北电力大学
// Engineer: Yang Zheng
//--------------------------------------------------
#include "sys_intr.h"

//---------------------------------------------------------
//                    设置中断异常
//---------------------------------------------------------
void Setup_Intr_Exception(XScuGic * IntcInstancePtr)
{
	Xil_ExceptionInit();
	Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT,
			(Xil_ExceptionHandler)XScuGic_InterruptHandler,
			(void *)IntcInstancePtr);
	Xil_ExceptionEnable();
}

//---------------------------------------------------------
//                    初始化中断系统
//---------------------------------------------------------
int Init_Intr_System(XScuGic * IntcInstancePtr)
{
	int Status;

	XScuGic_Config *IntcConfig;
	IntcConfig = XScuGic_LookupConfig(INTC_DEVICE_ID);
	if (NULL == IntcConfig) {
		return XST_FAILURE;
	}

	Status = XScuGic_CfgInitialize(IntcInstancePtr, IntcConfig,
					IntcConfig->CpuBaseAddress);
	if (Status != XST_SUCCESS) {
		return XST_FAILURE;
	}
	return XST_SUCCESS;
}

3、sys_intr.h

//--------------------------------------------------
// Company: 东北电力大学
// Engineer: Yang Zheng
//--------------------------------------------------
#ifndef SYS_INTR_H_
#define SYS_INTR_H_

#include "xparameters.h"
#include "xil_exception.h"
#include "xdebug.h"
#include "xscugic.h"

#define INTC_DEVICE_ID          XPAR_SCUGIC_SINGLE_DEVICE_ID

int Init_Intr_System(XScuGic * IntcInstancePtr);
void Setup_Intr_Exception(XScuGic * IntcInstancePtr);

#endif /* SYS_INTR_H_ */

4、user_udp.c

//--------------------------------------------------
// Company: 东北电力大学
// Engineer: Yang Zheng
//--------------------------------------------------
#include "user_udp.h"
#include "lwip/ip.h"

//---------------------------------------------------------
//                    变量定义
//---------------------------------------------------------
struct udp_pcb *connected_pcb = NULL;
static struct pbuf *pbuf_to_be_sent = NULL;

static unsigned local_port = 7;      //本地端口
static unsigned remote_port = 8080;  //远程端口
volatile unsigned udp_connected_flag = 0;  //连接标志

//---------------------------------------------------------
//                  UDP连接初始化函数
//---------------------------------------------------------
int user_udp_init(void)
{
	struct udp_pcb *pcb;
	ip_addr_t ipaddr;
	err_t err;
	udp_connected_flag = 0;

	/*  创建UDP控制块   */
	pcb = udp_new();
	if (!pcb) {
		xil_printf("Error Creating PCB.\r\n");
		return -1;
	}
	/*  绑定本地端口   */
	err = udp_bind(pcb, IP_ADDR_ANY, local_port);
	if (err != ERR_OK) {
		xil_printf("Unable to bind to port %d\r\n", local_port);
		return -2;
	}
	/*  连接远程地址   */
	IP4_ADDR(&ipaddr, 172, 168, 1, 100);
	err = udp_connect(pcb, &ipaddr, remote_port);
	if (err != ERR_OK) {
		xil_printf("Unable to connect remote port.\r\n");
		return -3;
	}
	else {
		xil_printf("Connected Success.\r\n");
		connected_pcb = pcb;
		udp_connected_flag = 1;
	}

	return 0;
}

//---------------------------------------------------------
//                   UDP发送数据函数
//---------------------------------------------------------
void udp_printf(void)
{
	err_t err;
	char send_buff[512] = "hello world! author： Yang Zheng\r\n";  //待发送字符
	struct udp_pcb *tpcb = connected_pcb;
	if (!tpcb) {
		xil_printf("error connect.\r\n");
	}
	/*  申请pbuf资源  */
	pbuf_to_be_sent = pbuf_alloc(PBUF_TRANSPORT, 512, PBUF_POOL);
	memset(pbuf_to_be_sent->payload, 0, 512);
	memcpy(pbuf_to_be_sent->payload, (u8 *)send_buff, 512);
	/*  发送字符串  */
	err = udp_send(tpcb, pbuf_to_be_sent);
	if (err != ERR_OK) {
		xil_printf("Error on udp send : %d\r\n", err);
		pbuf_free(pbuf_to_be_sent);
		return;
	}
	pbuf_free(pbuf_to_be_sent);  //释放pbuf
}

5、user_udp.h

//--------------------------------------------------
// Company: 东北电力大学
// Engineer: Yang Zheng
//--------------------------------------------------
#ifndef SRC_USER_UDP_H_
#define SRC_USER_UDP_H_

#include "lwip/err.h"
#include "lwip/udp.h"
#include "lwip/init.h"
#include "lwipopts.h"
#include "lwip/err.h"
#include "lwipopts.h"
#include "netif/xadapter.h"
#include "xil_printf.h"

int user_udp_init(void);
void udp_printf(void);

#endif /* SRC_USER_UDP_H_ */

step9：由步骤8可知，PC的ip地址为172.168.1.100，端口为8080；FPGA的ip地址为172.168.1.10，端口为7。