全志T3FPGA国产核心板PangoDesignSuite的FPGA程序加载固化

　　本文主要基于紫光同创Pango Design Suite(PDS)开发软件，演示FPGA程序的加载、固化，以及程序编译等方法。适用的开发环境为Windows 7/10 64bit。
　　测试板卡为全志T3＋Logos FPGA核心板，它是一款基于全志科技T3四核ARM Cortex-A7处理器 +  紫光同创Logos PGL25G/PGL50G FPGA设计的异构多核全国产工业核心板，ARM Cortex-A7处理单元主频高达1.2GHz。核心板CPU、FPGA、ROM、RAM、电源、晶振、连接器等所有器件均采用国产工业级方案，国产化率100%。
　　核心板内部T3 与Logos通过SPI、CSI、I2C通信总线连接 ，并通过 工业级B2B连接器引出LVDS DISPLAY、RGB DISPLAY、MIPI DSI、TVOUT、TVIN、CSI、GMAC、EMAC、USB、SATA、SDIO、UART、SPI、TWI等接口及FPGA IO引脚，支持双屏异显、Mali400 MP2 GPU、1080P@45fps H.264视频硬件编解码。核心板经过专业的PCB Layout和高低温测试验证，稳定可靠，可满足各种工业应用环境。
　　FPGA程序位于产品资料Demo目录，请将对应的FPGA程序拷贝至Windows非中文路径下。下表为Demo目录的FPGA程序目录结构及主要文件说明。
　　表 1
　　目录
　　文件/目录
　　说明
　　bin
　　xxx .sbit
　　可执行程序（BitStramFile文件），用于在线加载
　　xxx .sfc
　　可执行程序，用于固化至SPI FLASH
　　project
　　xxx _pgl25g/xxx _pgl50g
　　constraints
　　约束文件目录
　　hdl
　　Verilog源码文件目录
　　xxx .pds
　　Pango Design Suite工程文件
　　按照本文档操作前，请先参考软件安装相关文档安装Pango Design Suite，并将评估板通过配套的FPGA下载器正常连接至PC机。程序加载
　　本小节以led_flash案例为例，演示程序加载方法。打开Windows的设备管理器，查看并确认FPGA下载器已正常连接至PC机。
　　图 1
　　双击Pango Design Suite安装目录下＂C:pangoPDS_2021.1-SP7.1bincdt_cfg.exe＂，打开Fabric Configuration界面。
　　图 2
　　图 3
　　将评估板上电，鼠标右键点击Fabric Configuration界面空白处，选择＂Scan Device＂选项，通过FPGA下载器扫描并连接FPGA设备。
　　图 4
　　连接成功后，将出现FPGA芯片图标，并自动弹出FPGA程序选择窗口，请选择对应的xxx.sbit文件进行加载。
　　图 5
　　图 6
　　鼠标右键点击FPGA芯片图标，选择＂Program…＂，将目标程序加载至FPGA运行。
　　图 7
　　图 8
　　程序成功加载后，Console控制台将会打印显示＂COMMAND[Program] execute successfully＂信息。同时可观察到评估底板LED按照一定的时间间隔循环亮灭，说明程序在线加载与运行正常。
　　图 9程序固化
　　本小节以led_flash案例为例，演示程序固化方法。
　　双击Pango Design Suite安装目录下＂C:pangoPDS_2021.1-SP7.1bincdt_cfg.exe＂，打开Fabric Configuration界面。
　　图 10
　　将评估板上电，鼠标右键点击Fabric Configuration界面空白处，选择＂Scan Device＂选项，通过FPGA下载器扫描并连接FPGA设备。
　　图 11
　　连接成功后，将出现FPGA芯片图标，并自动弹出FPGA程序选择窗口，点击Cancel，不加载xxx.sbit文件。
　　图 12
　　鼠标右键点击FPGA芯片图标，选择＂Scan Outer Flash＂扫描并识别SPI FLASH芯片。
　　图 13
　　扫描成功后，将自动弹出文件选择窗口，选择需固化的xxx.sfc文件。
　　图 14
　　鼠标右键点击＂Outer Flash＂芯片图标，选择＂Program…＂进行程序固化。
　　图 15
　　图 16
　　程序固化完成后，Console控制台将会打印显示如下信息。
　　图 17
　　将评估板断开FPGA下载器并重新上电，即可观察到评估底板LED按照一定的时间间隔循环亮灭，说明程序固化成功、运行正常。 工程导入与程序编译
　　如需导入工程以及重新编译程序，请按如下步骤进行操作。如无需导入工程或重新编译程序，请忽略本章节内容。
　　本小节以led_flash案例为例，演示基于Pango Design Suite导入、编译FPGA工程的步骤。工程导入请双击桌面Pango Design Suite图标，打开软件。
　　图 18
　　在弹出的界面中点击＂Open Project＂。
　　图 19
　　在弹出的界面中选择FPGA案例＂projectled_flash_xxx 目录下的xxx.pds文件，并点击Open打开。
　　图 20
　　弹出如下界面，工程导入完成。
　　图 21工程新建、移植
　　本小节主要说明工程新建以及对现有工程进行移植的简要步骤。若无需新建工程或对现有工程进行移植，请跳过本小节内容。双击打开Pango Design Suite，在弹出的界面中点击＂New Project＂。
　　图 22在弹出的界面中，点击Next，跳转到下一个界面。
　　图 23输入工程名字，根据实际情况修改文件保存路径，并点击Next。
　　图 24在弹出的界面中勾选＂RTL project＂，并点击Next。
　　图 25弹出如下Add Design Source Files界面，直接点击Next跳过。
　　图 26弹出如下Add Existing IP界面，直接点击Next跳过。
　　图 27
　　弹出如下Add Constraints界面，直接点击Next跳过。
　　图 28
　　在弹出的工程配置界面中设置FPGA芯片参数。Family：Logos，Device：PGL25G，Package：MBG324，Speed：-6，Synthesis Tool：ADS，设置完成后，请点击Next。
　　图 29
　　在弹出的界面，点击Finish，即可完成工程新建。
　　图 30
　　图 31
　　在工程界面，右击工程Designs，点击＂Add Source＂新建模块文件。
　　图 32
　　在弹出如下界面，选择＂Add or create design sources＂，并点击Next。
　　图 33
　　在弹出的界面中，点击＂Create File＂选项，输入新建的模块文件名称，依次点击OK。
　　图 34
　　图 35
　　在弹出的界面，可直接通过图形界面配置引脚约束。由于本次演示通过新建约束文件进行引脚约束，请直接点击OK跳过。
　　图 36
　　完成模块文件新建后，此时将在工程界面右侧出现程序编辑窗口。
　　图 37
　　打开案例＂projectled_flash_xxx hdlled_test.v＂文件，将所有代码拷贝至程序编辑界面或自行编写，并点击保存编辑。完成保存后，Console窗口无Errors和Warning则说明程序语法无错误。
　　图 38
　　图 39
　　在工程界面，右击＂Constraints -> Add Source＂进行引脚约束。
　　图 40
　　在弹出界面，选择＂Add or create constraint sources＂，并点击Next。
　　图 41
　　在弹出的界面中，点击＂Create File＂选项，输入新建引脚约束文件名称，依次点击OK。
　　图 42
　　图 43
　　引脚约束文件新建完成后，双击打开工程界面的xxx.fdc文件，如下图所示。
　　图 44
　　图 45
　　在如下界面选项栏中，依次点击＂Device -> IO＂，根据工程xxx.v文件在＂Tool Tabs＂窗口生成引脚约束列表。请根据硬件连接进行引脚选择。
　　图 46
　　引脚选择完成后，呈现界面如下图所示。至此，FPGA工程新建完成。
　　图 47程序编译双击＂Generate Bitstream＂进行FPGA程序编译。
　　图 48
　　编程完成后Console窗口将会打印信息：Process ＂Generate Bitstream＂ done，并在FPGA工程generate_bitstream目录下生成xxx.sbit文件。
　　图 49
　　图 50
　　如需生成用于固化至SPI FLASH的xxx.sfc文件，请按照如下步骤执行。在菜单栏依次点击＂Tools -> Configuration＂，进入Fabric Configuration界面，在菜单栏依次点击＂Operations -> Convert File＂。
　　图 51
　　图 52
　　在弹出界面，请按照下图方法配置SPI FLASH信息。Factory Name：WINBOND，Device Name：W25Q64Q（SPI FLASH芯片型号），BitStramFile：BitStramFile文件(xxx.sbit)路径，Output File Name：生成xxx.sfc文件保存路径（默认保存在BitStramFile文件同级目录下）。配置完成后，请点击OK保存配置。
　　图 53
　　弹出如下界面，请点击OK。即已成功生成用于固化至SPI FLASH的xxx.sfc文件。
　　图 54
　　图 55