PS和PL使用BRAM进行数据交互

一、简介

BRAM（Block RAM）是 PL 部分的存储器阵列，PS 和 PL 通过对 BRAM 进行读写操作，来实现数据的交互。在 PL 中，通过输出时钟、地址、读写控制等信号来对 BRAM 进行读写操作。而在 PS 中，处理器并不需要直接驱动 BRAM 的端口，而是通过 AXI BRAM 控制器来对 BRAM 进行读写操作。AXI BRAM 控制器是集成在 Vivado 设计软件中的软核，可以配置成 AXI4-lite 接口模式或者 AXI4 接口模式。

AXI4 接口模式的 BRAM 控制器支持的数据位宽为 32 位、64 位、128 位、512 位和 1024 位，而 AXI4-Lite接口仅支持 32 位数据位宽。PS 通过 AXI4-Lite 接口访问 BRAM，当使能 ECC 选项时，ECC 允许 AXI 主接口检测和纠正 BRAM 块中的单位和双位错误。AXI BRAM 控制器作为 AXI 总线的从接口，和 AXI 主接口实现互联，来对 BRAM 进行读写操作。针对不同的应用场合，该 IP 核支持单次传输和突发传输两种方式。

任务：

PS 将串口接收到的数据写入 BRAM，然后从 BRAM 中读出数据，并通过串口打印出来；与此同时，PL 从 BRAM 中同样读出数据，并通过 ILA 来观察读出的数据与串口打印的数据是否一致。下面是系统框图

PS 端的 M_AXI_GP0 作为主端口，与 PL 端的 AXI BRAM 控制器 IP 核和 PL 读 BRAM IP （pl_bram_rd）通过 AXI4 总线进行连接。其中，AXI 互联 IP（AXI Interconnect）用于连接 AXI 存储器映射（memory-mapped）的主器件和从器件；AXI BRAM 控制器作为 PS 端读写 BRAM 的 IP 核；PL 读BRAM IP 核是我们自定义的 IP 核，实现了 PL 端从 BRAM 中读出数据的功能，除此之外，PS 端通过 AXI总线来配置该 IP 核读取 BRAM 的起始地址和个数等。本实验中，我们将自定义的IP核替换成AXI BRAM IP核。

本次实验创建的BRAM是双端口RAM，两个端口均连接AXI BRAM控制器

二、硬件设计

接着我们调用一个双端口RAM

综合后的连线图

三、SDK验证

工程代码

#include <stdio.h>
#include "xil_io.h"
#include "xparameters.h"
#include "xbram.h"

#define BRAM_CTRL_0_BASE      XPAR_AXI_BRAM_CTRL_0_S_AXI_BASEADDR//用于写入数据，操作A端口的AXI总线基地址
#define BRAM_CTRL_1_BASE      XPAR_AXI_BRAM_CTRL_1_S_AXI_BASEADDR//用于读数据，操作B端口的AXI总线基地址
char test_string[]="test ps pl bram string\n";
int main()
{
    int num,str_len;
    int str_rev;
    xil_printf("application start \n");
    str_len=strlen(test_string);//计算写入长度
    //通过控制axi_bram_ctrl_0像双端口ram写入test_string
    for( num=0; num<str_len; num++ )
    {
        XBram_WriteReg(BRAM_CTRL_0_BASE , num*4, test_string[num]);
    }

    //通过控制axi_bram_ctrl_1读出写入的数据
   for( num=0; num<str_len; num++ )
   {
       str_rev = XBram_ReadReg( BRAM_CTRL_1_BASE, num*4);
       xil_printf( "ADDR:%x DAT:%c\n",XPAR_AXI_BRAM_CTRL_1_S_AXI_BASEADDR + num*4,str_rev);
   }

    xil_printf("test over!\n");

    return 0;
}

调试如下

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