AD9361+ZC706利用TCL构建Vivado工程及利用no-OS-master搭建SDK工程的示例分析

发布时间：2021-12-13 09:27:46 作者：柒染
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# AD9361+ZC706利用TCL构建Vivado工程及利用no-OS-master搭建SDK工程的示例分析

## 1. 引言

在软件无线电（SDR）和高速数据采集系统中，ADI的AD9361射频收发器与Xilinx Zynq-7000系列（如ZC706开发板）的组合被广泛应用。本文将通过TCL脚本实现Vivado工程的自动化构建，并基于Analog Devices官方提供的no-OS-master框架搭建SDK工程，为开发者提供可复用的参考流程。

## 2. 环境准备

### 2.1 硬件需求
- Xilinx ZC706开发板
- AD-FMCOMMS3-EBZ（集成AD9361的FMC子卡）

### 2.2 软件工具
- Vivado Design Suite（建议2018.3及以上版本）
- Xilinx SDK（与Vivado配套版本）
- Git工具（用于获取no-OS代码库）

### 2.3 资源下载
```bash
git clone https://github.com/analogdevicesinc/no-OS.git
git clone https://github.com/analogdevicesinc/hdl.git

3. 使用TCL构建Vivado工程

3.1 TCL脚本设计思路

通过TCL脚本实现以下自动化流程： 1. 创建工程并设置器件型号 2. 添加IP核配置 3. 生成Block Design 4. 综合与实现

3.2 关键脚本代码示例

# 创建工程
create_project ad9361_zc706 ./vivado_project -part xc7z045ffg900-2

# 添加HDL库路径
set_property IP_REPO_PATHS [list \
    ./hdl/library \
    ./no-OS/projects/common ] [current_project]

# 创建Block Design
create_bd_design "system"
set design_name [get_bd_designs]

# 添加Zynq Processing System IP
startgroup
create_bd_cell -type ip -vlnv xilinx.com:ip:processing_system7:5.5 processing_system7_0
endgroup

3.3 AD9361 IP核配置

# 添加AD9361 IP核
set ad9361_ip [create_bd_cell -type ip -vlnv analog.com:user:axi_ad9361:1.0 axi_ad9361]

# 配置接口参数
set_property -dict [list \
    CONFIG.ID {0} \
    CONFIG.CMOS_OR_LVDS_N {1} \
    CONFIG.MODE_1R1T {0} \
    CONFIG.ADC_INIT_DELAY {21}] $ad9361_ip

3.4 时钟与复位配置

# 时钟生成器配置
set clk_gen [create_bd_cell -type ip -vlnv xilinx.com:ip:clk_wiz:6.0 clk_wiz_0]
set_property -dict [list \
    CONFIG.PRIM_IN_FREQ {200.000} \
    CONFIG.CLKOUT1_REQUESTED_OUT_FREQ {40.000}] $clk_gen

4. 生成硬件平台

4.1 设计验证流程

运行validate_bd_design检查连接
生成HDL Wrapper
执行综合与实现

# 生成输出产品
generate_target all [get_files ./vivado_project.srcs/sources_1/bd/system/system.bd]

# 创建顶层包装文件
make_wrapper -files [get_files ./vivado_project.srcs/sources_1/bd/system/system.bd] -top
add_files -norecurse ./vivado_project.srcs/sources_1/bd/system/hdl/system_wrapper.v

5. 导出到SDK

5.1 生成硬件定义文件

write_hwdef -force -file ./sdk/system.hdf

5.2 启动SDK环境

launch_sdk -workspace ./sdk -hwspec ./sdk/system.hdf

6. 基于no-OS搭建SDK工程

6.1 no-OS工程结构分析

no-OS/
├── projects/
│   └── ad9361/
│       ├── zc706/          # 平台特定配置
│       ├── main.c          # 主应用程序
│       └── config.h        # 硬件参数配置

6.2 关键配置修改

修改config.h中的硬件参数：

#define XPAR_AXI_AD9361_ADC_DMA_BASEADDR 0x7C400000
#define XPAR_AXI_AD9361_DAC_DMA_BASEADDR 0x7C420000
#define XPAR_SPI_0_BASEADDR 0x7C430000

6.3 主程序流程示例

int main()
{
    // 初始化平台
    platform_init();
    
    // AD9361配置
    ad9361_init_param default_init_param = {
        .rx2tx2_loopback_enable = 0,
        .digital_interface_tune_skipmode = 0
    };
    ad9361_setup(&default_init_param);
    
    // 主循环
    while(1) {
        ad9361_data_capture();
        // 数据处理逻辑...
    }
}

7. 调试与验证

7.1 常见问题排查

时钟不同步问题：
- 检查AD9361的CLK_OUT配置
- 验证PLL锁定状态
DMA传输失败：
- 确认AXI地址映射正确
- 检查DMA中断配置
SPI通信异常：
- 使用逻辑分析仪验证CS/SCLK信号
- 检查GPIO复用配置

7.2 性能优化建议

启用D-Cache提高数据传输效率
使用AXI FIFO缓冲数据流
优化AD9361的滤波器配置

8. 结论

本文详细演示了： 1. 通过TCL脚本自动化构建Vivado工程的完整流程 2. 基于no-OS框架快速开发AD9361驱动的方法 3. 硬件/软件协同设计的调试技巧

该方案具有以下优势： - 可重复性：TCL脚本确保工程一致性 - 高效开发：no-OS提供经过验证的驱动基础 - 灵活性：可扩展支持多通道、多板卡应用

附录

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注：实际实施时需根据具体硬件版本调整参数，建议参考对应版本的官方手册。本文示例基于AD9361+ZC706的典型配置，其他平台需相应修改。