本文作者：AMD 工程師 Stephen MacMahon

您將在這篇博客中了解系統(tǒng)設(shè)備樹 (SDT) 以及如何在 AMD Vitis Unified IDE 中使用 SDT 維護來自 XSA 的硬件元數(shù)據(jù)。本文還講述了如何對 SDT 進行操作，以便在 Vitis Unified IDE 中實現(xiàn)更靈活的使用場景。

什么是 XSA，它包含什么

XSA 是在 AMD Vivado 設(shè)計套件中根據(jù) Vivado IP integrator 使用的塊設(shè)計 (BD) 而生成的容器文件。

這意味著只有 BD 中包含的 IP 才會出現(xiàn)在 XSA 中。如果用戶擁有 BD 外部的 IP，或者舉例來說，如果使用 Chip2Chip 解決方案，那么在創(chuàng)建 XSA 時將使用主 BD。

系統(tǒng)設(shè)備樹 (SDT)

如果用戶不了解 SDT，我們可以在此快速回顧一下。SDT 是 Vitis Unified IDE 2023.2 版本中引入的一個新概念。

SDT 是使用 SDTGEN 實用工具創(chuàng)建的 .dts/.dtsi 文件集合，而平臺組件則是使用從 Vivado 導(dǎo)出的 XSA 生成。

系統(tǒng)設(shè)備樹 (SDT) 采用與 Linux 領(lǐng)域使用的設(shè)備樹相同的概念。然而，Linux 中使用的設(shè)備樹是針對特定目標處理器的，并且只包含與目標處理器的存儲器映射上的 IP 對應(yīng)的節(jié)點。顧名思義，系統(tǒng)設(shè)備樹具有系統(tǒng)感知能力。這意味著所有 CPU 集群以及每個處理器的地址映射都包含在系統(tǒng)設(shè)備樹中。SDT 還包含所有頂層存儲器節(jié)點。雖然可以從 SDT 中提取目標處理器的設(shè)備樹二進制對象 (DTB)，但這并非 Vitis 中 SDT 的設(shè)計用途。在 Vitis 中，SDT 單純用于維護硬件元數(shù)據(jù)。

如何在 Vitis 中使用 SDT？

當需要硬件元數(shù)據(jù)時，Vitis 就會使用 SDT。 其中包括創(chuàng)建 xparameters.h 文件、動態(tài)生成驅(qū)動程序配置文件、獲取目標處理器上的驅(qū)動程序列表、生成連接器腳本以及創(chuàng)建 BSP。

這些流程都使用基于 Python 的 Lopper 實用工具來讀取 SDT，并提取執(zhí)行任務(wù)所需的特定元數(shù)據(jù)。

用戶如何釋放系統(tǒng)設(shè)備樹的潛力

如上所述，Lopper 的用例之一即返回目標處理器上的驅(qū)動程序列表。這意味著如果您擁有 BD 外部的 IP，系統(tǒng)設(shè)備樹不會自動填充該元數(shù)據(jù)。然而，您可以通過操縱 SDT 文件集來包含此元數(shù)據(jù)。

如上所述，XSA 只能識別 Vivado IP integrator 的塊設(shè)計內(nèi)的 IP。這意味著如果您使用諸如 AMD Versal 自適應(yīng) SoC VCK190 或 AMD Zynq UltraScale+ ZCU111 等開發(fā)板，那么板級信息（例如 PHY 或 I2C 總線上的時鐘）將會丟失。

在系統(tǒng)設(shè)備樹中，您可以通過傳入 SDTGEN 提供的板級 .dtsi 文件，使 SDT 具備“板感知”能力。

在 Vitis Unified IDE 中為 SDT 添加外部 IP

在 Vitis 2024.1 中，您在創(chuàng)建平臺組件時可以使用一個高級選項來釋放 SDT 的潛力。

例如，這里有一個外部 IP (axi_gpio)，通過外部 AXI 接口連接到 LPD CIPS 接口，再與處理器相連。

使用自定義 DTSI 文件把該節(jié)點追加到 amba_pl 節(jié)點上。這里創(chuàng)建了 axi_gpio_0 節(jié)點。

隨后，把該節(jié)點添加到 CPU 地址映射中。

然后，將其作為用戶 DTS 文件傳遞給 SDT。

注釋：此處不需要該 Repo。對于此用例，僅需作為用戶 DTS 文件傳入的 DTSI 文件即可。

如果隨后構(gòu)建或重新生成 BSP，那么會看到在 BSP 中已添加 AXI GPIO 驅(qū)動程序。

同樣，如前所述，如果您使用 Versal VCK190 或 AMD Zynq UltraScale+ ZCU102 等開發(fā)板，只需將開發(fā)板 DTS 文件添加到 SDT 即可實現(xiàn)“板感知”。

注釋：此處不需要該 Repo。對于此用例，僅需開發(fā)板 DTS 文件即可。

我們可以看到生成的 SDT 文件集（包括開發(fā)板文件），如下所示：

總結(jié)

總結(jié)而言，我們了解了 XSA 文件中包含哪些元數(shù)據(jù)，以及 Vitis Unified IDE 如何通過系統(tǒng)設(shè)備樹提取并維護這些元數(shù)據(jù)。

我們還學(xué)習(xí)了在何處使用 Lopper 實用工具來按需提取這些元數(shù)據(jù)。最后，我們討論了如何操縱 SDT，以解鎖諸如使用外部 IP 和讓 SDT 具備“板感知”能力等用例。