Проектирование встраиваемых процессорных систем с PetaLinux

Описание курса
Этот двухдневный курс среднего уровня позволит разработчикам встраиваемых систем получить опыт в создании систем на основе Linux для отладочных плат с системой на кристалле Zynq с использованием средств разработки PetaLinux. В курсе предлагается практический опыт по построению окружения и загрузки системы, спроектированной для SoC Zynq с сервисами PetaLinux на процессоре ARM Cortex-A9.

Также в курсе рассматриваются компоненты Linux для встраиваемых систем, использование программного обеспечения с открытым исходным кодом, конфигурация окружения, сетевые компоненты и отладочные средства для встраиваемых систем под управлением Linux. Основной упор делается на применение инструментов разработки от Xilinx.

Продолжительность
2 дня

Кому будет полезен курс?
Разработчикам встраиваемых систем, интересующимся модификацией ядра PetaLinux для систем, спроектированных под SoC Zynq на базе процессора с ядром ARM.

Программное обеспечение
• Vivado Design Suite
• PetaLinux Tools

По завершении курса вы будете иметь все необходимые навыки для того чтобы:
• Объяснить, что представляет собой ядро Linux для встраиваемых систем
• Описывать архитектуру драйвера устройства для Linux
• Создавать проект для PetaLinux для конфигурации и сборки образа средствами PetaLinux
• Создавать рабочую систему на базе Linux для процессора ARM Cortex-A9 MPCore средствами Vivado Design Suite и PetaLinux Tools
• Описывать доступные аппаратные интерфейсы для ARM Cortex-A9 MPCore
• Собирать специализированный аппаратный модуль и драйвер, используя механизмы пользовательского ввода/вывода (UIO)

Структура курса

День 1
• Обзор ОС Linux для встраиваемых систем
• Лабораторная работа 1: Первое знакомство
• Введение в средства разработки PetaLinux
• Лабораторная работа 2: Сборка и загрузка образа
• Разработка и отладка приложения
• Лабораторная работа 3: Разработка и отладка приложения
• Сеть и TCP/IP
• Лабораторная работа 4: Сеть и TCP/IP
• Драйвер устройства, пользовательский ввод/вывод и подгружаемые модули
• Лабораторная работа 5: Доступ к периферийным модулям через пространство пользователя

День 2
• Описание системы средствами Vivado Design Suite и PetaLinux Tools
• Лабораторная работа 6: Создание базовой системы средствами Vivado Design Suite и PetaLinux Tools
• Разработка и взаимодействие со специализированным аппаратным модулем
• Лабораторная работа 7: Разработка специализированного аппаратного модуля
• Разработка специализированного драйвера устройства (основные этапы)
• Лабораторная работа 8: Разработка специализированного драйвера устройства

Описание лабораторных работ

Лабораторная работа 1
Первое знакомство – Вход в систему на базе Linux для встраиваемых систем, и сравнение его с версией Linux для стационарных компьютеров.

Лабораторная работа 2
Сборка и загрузка образа – Изучение конфигурационного меню ядра Linux, сборка ядра и приложения для процессора ARM. Загрузка полученного образа на отладочной плате.

Лабораторная работа 3
Разработка и отладка приложения – Создание простого приложения средствами PetaLinux и отладка его при помощи системного отладчика.

Лабораторная работа 4
Сеть и TCP/IP - Изучение конфигурационного меню ядра Linux. Вход в систему через локальную сеть (telnet). Обмен файлами по FTP. Монтирование удалённой файловой системы (NFS). Сборка и изучение веб-приложений (CGI) для Linux.

Лабораторная работа 5
Доступ к периферийным модулям через пространство пользователя – Доступ к периферии непосредственно через пространство пользователя. Применение методов пространства пользователя для управления аппаратными модулями. Изучение загрузки и выгрузки модуля ядра.

Лабораторная работа 6
Создание базовой системы средствами Vivado Design Suite и PetaLinux Tools – Создание базовой системы c ARM Cortex-A9 MPCore при помощи Vivado IP Integrator (IPI). Сборка ядра Linux для собранной системы средствами PetaLinux Tools.

Лабораторная работа 7
Разработка специализированного аппаратного модуля – Проектирование специализированного IP блока. Связь IP блока с системой по AXI интерфейсу и его отладка.

Лабораторная работа 8
Разработка специализированного драйвера устройства – Создание программы для управления блоком ШИМ генератора через пространство пользователя. Загрузка из Flash памяти и проверка программы.