本文將介紹如何利用Vivado和petalinux開發Zynq7000系列芯片的SPI外設接口。

開發環境：
Vivado 2015.4
Petalinux 2015.4

一、 硬件工程的搭建
1. 打開vivado開發環境，新建工程，并選擇你所使用的芯片型號（本文使用xc7z045ffg900-2這款芯片）；
2. 點擊“CreateBlock Design”創建一個新的工程桌布，在其中添加IP，將ZYNQ7芯片IP添加進來；

圖1 ZYNQ7 IP

3. 雙擊ZYNQ7芯片IP，點擊界面左邊的Peripheral I/O Pins對芯片的引腳進行配置，分別點擊“Quad SPI Flash”、“Ethernet”、SPI0最右邊的“EMIO”和“UART1”對這些外設引腳進行使能；

圖2 外設引腳配置

4. 打開“DDRConfiguration”頁面，點擊“DDR Controller Configuration”，然后點擊下拉菜單，選擇你所使用DDR類型，本文選用MT41J256M8 HX-15E這款DDR芯片，如圖所示；

圖3 DDR配置

5. DDR配置完成后，退出ZYNQ配置界面，點擊ZYNQ7 IP中的SPI引腳，選擇相應的IO端口，右鍵點擊并選擇Make External將引腳向外引出。

圖4 向外引出引腳

6. 所有SPI相關引腳引出后，如下圖所示，點擊auto connetcion將DDR與FIXED兩個引腳引出；

圖5 配置DDR和FIXED引腳

7. 引腳配置完成后，在頂層文件中對ZYNQ7這個IP進行例化，在“source”界面欄中雙擊頂層文件，打開硬件代碼編輯器；

圖6 頂層代碼

8. 在右邊的頂層.v代碼中添加spi相關的端口和例化代碼，添加的代碼如下所示（由于本例中只使用到了spi的四個接口，因此在例化spi接口時，只用到了其中的四個，其它的懸空或直接輸入高低電平）；

圖7 添加接口和例化代碼

9. 代碼添加完成后，對工程進行綜合（synthesis）和布局（implementation），綜合和布局通過完成后，對管腳進行約束，點擊“open implementation”打開布局結果，點擊最上方的“Windows”選中“I/O Ports”,對SPI的外部接口進行約束（根據原理圖中接口的連接，選中對應的硬件管腳）；

圖8 管腳約束

10. 管腳約束完成后，重新對工程進行Implementation；
11. 最后點擊“GenerateBitstream”生成bit文件；
12. 點擊“File”—“Export”——“Export Hardware”導出硬件工程；

二、 硬件工程的搭建
1. 在Linux中，利用petalinux創建一個Zynq工程；
2. 利用petalinux-config–get-hw-description命令將剛才vivado下所生成的硬件工程.hdf文件導入到軟件工程中；
3. 利用petalinux-config–c kernel對內核進行裁剪，選中驅動中的SPI驅動如圖；

圖9 勾選上SPI驅動

4. 利用petalinux-build工具編譯整個工程，然后利用petalinux-package生成BOOT.bin文件；
5. 利用硬件平臺或QEMU啟動Linux系統，即可在系統中看到spi驅動

圖10 Linux下的SPI驅動