在Vivado 2019.2中基于 VCK190 评估板创建工程
本篇博文将为您详解如下所述设计创建步骤：
在 vivado 中构建基于 versal 的 ip 集成器 （ip integrator） 设计
创建器件镜像
在 vitis 中构建平台和系统工程
在 vck190 评估板上运行和调试应用
versal上的ps-gem
千兆以太网 mac （gem） 可提供符合 ieee 802.3-2016 标准的硬核 10/100/1000 mbps 接口。
在 ps 低功耗域 （lpd） 中有 2 个 gem 控制器。
每个控制器均独立运行，且各含 1 个管理数据输入/输出 （mdio） 接口以供其外部 phy 配合 rgmii 接口使用。
gem 包含下列组件：
1 个 mac 用于控制传输、接收、地址检查和环回
配置寄存器，可提供控制和状态寄存器、统计数据寄存器和同步逻辑
1 个直接内存访问 （direct memory access） 模块，用于控制 dma 传输和 dma 接收
1 个时间戳单元 （tsu），用于计算 ieee 1588 定时器值，其中包含实时时钟
在无需 dma 操作的系统应用中，可使用配置选项移除 dma 模块，并且可使用外部 fifo 接口将 gem 集成到 soc 环境中。
gem 块包含以下信号接口：
连接到外部 phy 的 gmii 和 rgmii
1 个用于外部 phy 管理的 mdio 接口
1 个 apb 从接口，用于访问 gem 寄存器
1 个用于内存访问的 axi4 dma 主接口
无需 dma 功能的应用内包含 1 个可选 fifo 接口
1 个可选时间戳接口
i/o 选项包括：
布线到 lpd mio 管脚的 rgmii （v2.0），用于连接到外部 phy
gmii 和 mii 布线到 pl，以便映射到 gt 或（可选）可借助 pl 逻辑来转换为其它协议
每个控制器内的诊断内部环回
注：versal 中不支持内部 serdes 接口 （sgmii）。在 mpsoc 器件中支持此类接口。
在 vck190 器件上，gem0 和 gem1 均硬连线到板上的 2 个外部 rgmii phy。
有 2 个 rj45 端口，分别用于 gem0 和 gem1。如要测试 gem1 rgmii 端口，请确保 gem0 rgmii 端口同样通过电缆连接，因为此端口使用共享 mdio 线（使用 gem0 mdio 作为主接口）。
请参阅以下 vck190 截屏。在右上角有 2 个 rj45 端口用于 versal 以太网。
在 vivado 中创建 ip integrator 设计
请下载随附的 tcl 文件并遵循以下步骤进行操作。
1. 在 vivado 2019.2 中基于 vck190 评估板创建工程。
2. 创建块设计。
3. 找到 vck190_1g.tcl。以下是 ip integrator 画布中的原理图。
4. 生成 hdl 封装文件。
5. 单击“运行实现 （run implementation）”和“生成器件镜像 （generate device image）”。
6. 导出包含器件镜像的硬件设计。
注：单独使用“运行块自动化设置功能 （run block automation）”时，cip 与 noc 之间部分连接缺失。随附的 tcl 文件可用于确保 cip 和 noc 中配置设置正确。
在 vitis 中构建并运行 lwip 应用
我们已构建了 ip integrator 设计并已导出了含器件镜像的硬件设计。现在，我们将在 vitis 中创建 lwip 示例，并在 vck190 评估板上运行。
1. 启动 vitis。
2. 使用来自以上设计的 xsa 文件创建应用工程。
3. 从 sdk 中选择“lwip 响应服务器 （lwip echo server）”。
4. 在 sdk 中构建平台和系统工程。选中 lwip 响应服务器应用时，会自动设置 lwip 库的 bsp 设置。用户还可以选择仅创建并构建平台工程，但这样需手动设置 bsp 设置。
5. 在 vck190 开发板上运行 lwip 示例。以下即 uart 控制台输出：
6. 以下是 ping 测试输出：
要切换到 gem1 rj45 以便进行测试，用户应使用 xpar_xemacps_1_baseaddr 修改 platform_config.h。
可在 bsp 的 xparameters.h 中找到以太网定义。请参阅以下示例
在 platform_config.h 中，更改以下定义：
将此定义更新为：
#define platform_emac_baseaddrxpar_xemacps_1_baseaddr
现在，您可重新构建应用并重新运行测试。
lwip性能
以下是 lwip 响应服务器应用的 bsp 设置。
parameter dhcp_does_arp_check = true
parameter lwip_dhcp = true
parameter pbuf_pool_size = 2048
对于 lwip tcp/udp 性能服务器，默认将设置下列参数。
parameter mem_size = 524288
parameter memp_n_pbuf = 1024
parameter n_tx_descriptors = 512
parameter pbuf_pool_size = 16384
这些 lwip 参数对于性能调优至关重要。
用户应参阅 lwip 文档中的“配置内存选项”、“配置封装缓存 （pbuf） 内存选项”和“temac 适配器选项”部分，以了解有关各参数的更多信息。
https://china.xilinx.com/support/documentation/user_guides/ug1137-zynq-ultrascale-mpsoc-swdev.pdf
这些参数可控制所分配和使用的内存量以及 pbuf 和描述符数量。
如果系统受到限制，无法处理这些包，则 bd 和 pbuf 将被快速用尽，且无法根据要求快速清空以供使用。由此导致性能受到影响。
但我们还应平衡可使用的内存量，以便在用于性能基准测试的评估板上将这些参数调整为适合 1gbps 的最优值。您可以此为参考，根据自己的要求来对这些参数进行调优。
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在 vivado 中构建基于 versal 的 ip 集成器 （ip integrator） 设计
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每个控制器均独立运行，且各含 1 个管理数据输入/输出 （mdio） 接口以供其外部 phy 配合 rgmii 接口使用。
gem 包含下列组件：
1 个 mac 用于控制传输、接收、地址检查和环回
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1 个直接内存访问 （direct memory access） 模块，用于控制 dma 传输和 dma 接收
1 个时间戳单元 （tsu），用于计算 ieee 1588 定时器值，其中包含实时时钟
在无需 dma 操作的系统应用中，可使用配置选项移除 dma 模块，并且可使用外部 fifo 接口将 gem 集成到 soc 环境中。
gem 块包含以下信号接口：
连接到外部 phy 的 gmii 和 rgmii
1 个用于外部 phy 管理的 mdio 接口
1 个 apb 从接口，用于访问 gem 寄存器
1 个用于内存访问的 axi4 dma 主接口
无需 dma 功能的应用内包含 1 个可选 fifo 接口
1 个可选时间戳接口
i/o 选项包括：
布线到 lpd mio 管脚的 rgmii （v2.0），用于连接到外部 phy
gmii 和 mii 布线到 pl，以便映射到 gt 或（可选）可借助 pl 逻辑来转换为其它协议
每个控制器内的诊断内部环回
注：versal 中不支持内部 serdes 接口 （sgmii）。在 mpsoc 器件中支持此类接口。
在 vck190 器件上，gem0 和 gem1 均硬连线到板上的 2 个外部 rgmii phy。
有 2 个 rj45 端口，分别用于 gem0 和 gem1。如要测试 gem1 rgmii 端口，请确保 gem0 rgmii 端口同样通过电缆连接，因为此端口使用共享 mdio 线（使用 gem0 mdio 作为主接口）。
请参阅以下 vck190 截屏。在右上角有 2 个 rj45 端口用于 versal 以太网。
在 vivado 中创建 ip integrator 设计
请下载随附的 tcl 文件并遵循以下步骤进行操作。
1. 在 vivado 2019.2 中基于 vck190 评估板创建工程。
2. 创建块设计。
3. 找到 vck190_1g.tcl。以下是 ip integrator 画布中的原理图。
4. 生成 hdl 封装文件。
5. 单击“运行实现 （run implementation）”和“生成器件镜像 （generate device image）”。
6. 导出包含器件镜像的硬件设计。
注：单独使用“运行块自动化设置功能 （run block automation）”时，cip 与 noc 之间部分连接缺失。随附的 tcl 文件可用于确保 cip 和 noc 中配置设置正确。
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我们已构建了 ip integrator 设计并已导出了含器件镜像的硬件设计。现在，我们将在 vitis 中创建 lwip 示例，并在 vck190 评估板上运行。
1. 启动 vitis。
2. 使用来自以上设计的 xsa 文件创建应用工程。
3. 从 sdk 中选择“lwip 响应服务器 （lwip echo server）”。
4. 在 sdk 中构建平台和系统工程。选中 lwip 响应服务器应用时，会自动设置 lwip 库的 bsp 设置。用户还可以选择仅创建并构建平台工程，但这样需手动设置 bsp 设置。
5. 在 vck190 开发板上运行 lwip 示例。以下即 uart 控制台输出：
6. 以下是 ping 测试输出：
要切换到 gem1 rj45 以便进行测试，用户应使用 xpar_xemacps_1_baseaddr 修改 platform_config.h。
可在 bsp 的 xparameters.h 中找到以太网定义。请参阅以下示例
在 platform_config.h 中，更改以下定义：
将此定义更新为：
#define platform_emac_baseaddrxpar_xemacps_1_baseaddr
现在，您可重新构建应用并重新运行测试。
lwip性能
以下是 lwip 响应服务器应用的 bsp 设置。
parameter dhcp_does_arp_check = true
parameter lwip_dhcp = true
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对于 lwip tcp/udp 性能服务器，默认将设置下列参数。
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parameter memp_n_pbuf = 1024
parameter n_tx_descriptors = 512
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用户应参阅 lwip 文档中的“配置内存选项”、“配置封装缓存 （pbuf） 内存选项”和“temac 适配器选项”部分，以了解有关各参数的更多信息。
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