zedboard之GPIO驱动（从FPGA一直到LINUX应用）

1 EDK

大家知道我们在EDK中建立GPIO然后倒出到SDK中，在SDK中可以用C语言操作外设GPIO，但是这还是裸机程序，没有用到LINUX。本文将记录从FPGA EDK生成GPIO一直到导入SDK中，建立.fsbl文件，creat BOOT.BIN，然后根据前面的文章（生成uboot.elf 以及生成zImage，.dtb文件）。然后我们在linux中编写GPIO驱动程序，操作我们在FPGA中建立的GPIO。这个过程十分复杂任何一个方面都要搞几个月，但是站在巨人的肩膀上就是好。

首先我们要在EDK中建立GPIO外设，这里我用的AXI_GPIO,详细的过程不讲述了，可以参考官网资料CTT：http://download.csdn.net/detail/xiabodan/7235031

图 1 FPGA 硬件地址分配表

图2 硬件设计

2 SDK

然后到出到SDK，生成BOOT.BIN，具体步骤见http://blog.csdn.net/xiabodan/article/details/23379645

3 驱动编写

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/device.h>
#include <asm/io.h>
 
#define DEVICE_NAME "AXI_GPIO_MOUDLE"
#define PWM_MOUDLE_PHY_ADDR 0x41200000		//This Address is based XPS 见图1
 
MODULE_AUTHOR("Xilinx ");
MODULE_DESCRIPTION("AXI GPIO moudle dirver");
MODULE_VERSION("v1.0");
MODULE_LICENSE("GPL");
 
static int pwm_driver_major;
static struct class* axi_gpio_driver_class = NULL;
static struct device* axi_gpio_driver_device = NULL;
 
unsigned long AXI_gpio_fre_addr = 0;		//AXI_GPIO moulde's  visual address
 
static struct file_operations axi_gpio_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
};
 
static ssize_t sys_axi_gpio_set (struct device* dev, struct device_attribute* attr, const char* buf, size_t count)
{
   // unsigned int direg;
   //unsigned int opreg;
 
    printk("I am come in");
 
    outl(0x00000000,  pwm_fre_addr+12); //设置AXI GPIO的方向输出
    outl(0xffffffff,  pwm_fre_addr+8);  //设置AXI GPIO的方向输出全为高
    printk("sys_axi_gpio_set pwm_fre_adr is %ld \n",axi_gpio_fre_addr);
 
    return count;
} 
 
static DEVICE_ATTR(axi_gpio, S_IWUSR, NULL, sys_axi_gpio_set);
 
static int __init axi_gpio_driver_module_init(void)
{
    int ret;
 
    axi_gpio_driver_major=register_chrdev(0, DEVICE_NAME, &axi_gpio_fops );//内核注册设备驱动
    if (axi_gpio_driver_major < 0){
        printk("failed to register device.\n");
        return -1;
    }
 
    axi_gpio_driver_class = class_create(THIS_MODULE, "axi_gpio_driver");//创建设备类
    if (IS_ERR(axi_gpio_driver_class)){
        printk("failed to create zxi_gpio moudle class.\n");
        unregister_chrdev(axi_gpio_driver_major, DEVICE_NAME);
        return -1;
    }
 
    axi_gpio_driver_device = device_create(axi_gpio_driver_class, NULL, MKDEV(axi_gpio_driver_major, 0), NULL, "axi_gpio_device");
    if (IS_ERR(axi_gpio_driver_device)){
        printk("failed to create device .\n");
        unregister_chrdev(axi_gpio_driver_major, DEVICE_NAME);
        return -1;
    }
 
    ret = device_create_file(axi_gpio_driver_device, &dev_attr_axi_gpio); //
    if (ret < 0)
        printk("failed to create axi_gpio endpoint\n");
 
    axi_gpio_fre_addr = (unsigned long)ioremap(PWM_MOUDLE_PHY_ADDR, sizeof(u32));//To get Custom IP--gpio moudle's virtual address
    //将模块的物理地址映射到虚拟地址上
 printk(" axi_gpio driver initial successfully!\n"); return 0;}
static void __exit axi_gpio_driver_module_exit(void)
{
    device_remove_file(axi_gpio_driver_device, &dev_attr_axi_gpio);
    device_destroy(axi_gpio_driver_class, MKDEV(axi_gpio_driver_major, 0));
    class_unregister(axi_gpio_driver_class);
    class_destroy(axi_gpio_driver_class);
    unregister_chrdev(axi_gpio_driver_major, DEVICE_NAME);
    printk("axi_gpio module exit.\n");
}
 
module_init(axi_gpio_driver_module_init);
module_exit(axi_gpio_driver_module_exit);

4 编写makefile 然后编译驱动

具体见博客 http://blog.csdn.net/xiabodan/article/details/24236757

5 加载insmod

insmod gpio.ko

进入/sys/class/axi_gpio/

在此目录下 echo 0 > axi_gpio

可以看到zedboard上所有的LED都亮了

6 声明

其实以上的做法是不对的因为理论上讲驱动只为我们提供策略，不应该在驱动里面实现功能函数，不然就和裸鸡程序一抹一样了，但是这里我只是本着测试目的，不必较真。

7 参考

digilent官方资料www.digilent.org

ZYNQ外设datasheet（GPIO 等等可以在EDK生成）

嵌入式系统软硬件协同设计实战指南基于Xilinx zynq . 陆佳华

xilinx all programmable Zynq-7000 soc 何宾

懒兔子博客 http://www.eefocus.com/nightseas/blog/cate_12977_0.html

肖志远博客:http://blog.csdn.net/column/details/zynq.html

我们一直在思考生命，有人相通了，有人还在摸索，无论如何我们都逃不出死亡的魔掌