从零开始EDA环境搭建

Ubuntu18.04 系统安装

http://mirrors.aliyun.com/ubuntu-releases/18.04/

阿里云镜像下载

VMware配置安装后，启动后为英文。

在更改语言前，先换源。

换源
https://zhuanlan.zhihu.com/p/61228593

桌面右键打开terminal

首先备份源列表

sudo cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list_backup

打开sources.list文件

sudo gedit /etc/apt/sources.list

阿里源

deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic main restricted universe multiverse

deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-security main restricted universe multiverse

deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-updates main restricted universe multiverse

deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-proposed main restricted universe multiverse

deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-backports main restricted universe multiverse

deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic main restricted universe multiverse

deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-security main restricted universe multiverse

deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-updates main restricted universe multiverse

deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-proposed main restricted universe multiverse

deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-backports main restricted universe multiverse
刷新列表
sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
sudo apt-get install build-essential

换源以后就可以去下载语言了。

选择下载语言，找到Chinese

更改以后重启。

重启以后提示更改文件夹名称，最好不做修改保持英文。

系统不自带python2，补充安装

sudo apt install python

系统自带python3.6.9，应该够用，就不装先了。

下面开始准备gvim

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gvim基本安装

系统自带的vi会出现乱码问题，先卸载

sudo apt-get remove vim-common

重新安装，直接装vim-gtk3

sudo apt install vim-gtk3

基本可以使用了，接下来开始搞插件。

安装git

sudo apt install git

接着首先安装vundle插件管理器

参考https://www.cnblogs.com/feiyuhuo/p/10274236.html

1、先新建目录

mkdir ~/.vim/bundle/Vundle.vim

2、git 克隆 Vundle 工程到本地

git clone https://github.com/gmarik/Vundle.vim.git ~/.vim/bundle/Vundle.vim

出现这个无法访问的提示……

那只能将https修改为git

已经准备好的.vimrc文件整个复制进去。【此时目录下应该没有，自己新建一个并命名为.vimrc，然后把下面的内容复制进去即可】

启动gvim，此时会报错无所谓，因为插件还没安装。

回车两下进入正常显示后，输入冒号:PluginInstall安装插件

暂时是只安装三个插件。其他先注释掉了，以后再装。

完成以后重启gvim现在已经是比较好看的了。

在~/.vim目录内，新建colors和syntax文件夹

语法文件和色彩方案搭配效果如下

看verilog代码才会有效果。

那么至此最基本的准备就完成了。

先拍摄一个快照保存一下

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tinyriscv环境搭建

那么目前是没有多余配置的，

接下来先把tinyriscv的环境准备好。

作者的gitee库

https://gitee.com/liangkangnan/tinyriscv/

在Downloads文件夹下下载iverilog

git clone https://github.com/steveicarus/iverilog.git

cd iverilog

切换到v11分支(必须用V11或以上的版本)

git checkout v11-branch

安装依赖

sudo apt-get install autoconf gperf flex bison build-essential

编译、安装iverilog和vvp

sh autoconf.sh

./configure

sudo make&make install

然后准备python3软链接

先删除原来的软链接，这个是连到python2的

sudo rm /usr/bin/python

然后建立新的软链接

sudo ln -s /usr/bin/python3.6 /usr/bin/python

那么现在直接如数python会看到打开的是3.6.9了。exit（）退出，接着搞别的。

安装gtkwave

sudo apt-get install gtkwave

下载gun工具链，百度网盘下载(链接：https://pan.baidu.com/s/10uLZYf_cgtH94kZI_N6JhQ 提取码：uk0w)

然后直接拖拽进去。

右键可以直接解压

接着克隆tinyriscv项目工程

在Downloads目录下克隆

git clone https://gitee.com/liangkangnan/tinyriscv.git

主目录下新建个Project文件夹，将刚克隆的复制过来，之前的作为原始备份。

之前下载的工具链复制到tinyriscv工程下的tools目录中

修改tinyriscv/tests/example目录下的common.mk文件

把名称修改过来，保持和工具链名称前缀一致。

:wq保存并退出

下面开始进行测试

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sim目录下启用终端

python .\sim_new_nowave.py ..\tests\isa\generated\rv32ui-p-add.bin inst.data

指令执行会报错，说没有这个文件或目录。

把右下划线全部替换为左下划

python ./sim_new_nowave.py ../tests/isa/generated/rv32ui-p-add.bin inst.data

顺利运行得到结果。

找到当前目录下的tinyriscv_soc_tb.vcd文件双击启动gtkwave查看

基本使用没有问题。

测试所有指令集

python ./test_all_isa.py

测试新指令集

进入到sim/compliance_test目录，执行以下命令：

cd compliance_test

python ./compliance_test.py ../../tests/riscv-compliance/build_generated/rv32i/I-ADD-01.elf.bin inst.data

得到PASS表明通过。

接下来测试c文件编译

进入到tests\example\simple目录，执行以下命令编译：

make

在该目录下回生成.bin文件

编译成功之后，进入到sim目录，执行以下命令开始测试：

python ./sim_new_nowave.py ../tests/example/simple/simple.bin inst.data

通过，那么至此基本仿真已经没有问题了。

下面测试FPGA移植。

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FPGA移植准备

移植需要准备vivado集成开发环境和FPGA，CMSIS-DAP调试器。

我这里安装的是vivado2017.4和Digilent 的 ARTY A7 35T开发板

安装vivado需要准备安装包和许可文件，请自行准备。

此处不能拖拽进虚拟机，需要利用共享文件夹的方式。

在虚拟机设置中，将USB兼容性先修改为USB 3.1

切换到“选项”

启用共享文件夹，不需要关机。

之后在根目录/mnt/hgfs/就可以找到自己的共享文件夹了。

进入安装包文件夹，

赋予安装权限

chmod +x xsetup

执行命令

./xsetup

启动安装引导

安装过程和windows下没有区别。

安装路径要在/home下，不然空间不足。此处建立了一个EDA_Tools目录供后续各种工具安装。

安装末尾载入许可文件。

在vivado/2017.4目录下找到settings64.sh配置文件。

编辑主目录配置文件

vim ~/.bashrc

在末尾添加路径

source /home/eda/EDA_Tools/Vivado/2017.4/settings64.sh

然后重新加载环境配置

source ~/.bashrc

至此应该就可以启动vivado了。

vivado &

启动vivado

顺利启动以后先关闭，处理一些剩余内容。

先把xilinx的信息中心卸载掉。

找到这个软件，打开。

直接卸载就行。

接着补充安装驱动，否则后续可能无法烧写板子。

/home/eda/EDA_Tools/Vivado/2017.4/data/xicom/cable_drivers/lin64/install_script/install_drivers

在这个路径下，打开终端。

安装驱动。

sudo ./install_drivers

那么vivado也准备完毕以后，开始移植tinyriscv到FPGA上

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FPGA移植工作

新建工程

我的板子ARTY A7 35T

器件属性选择xc7a35ticsg324-1l

添加源文件

将tinyriscv下整个RTL添加复制进来

将tinyriscv下fpga/constrs下的.xdc约束文件添加进来。

打开约束文件，根据自己的开发板进行修改。此处为我自己的约束。

重点关注时钟，我是100M的时钟，等会还要用PLL分频。

GPIO0,1。我分配给了一个LED和一个SW拨码开关。

JTAG和UART使用调试器CMSIS-DAP的相应接口。

都根据自己开发板的原理图来。

# 时钟约束50MHz(100MHz)

set_property -dict { PACKAGE_PIN E3 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports {sys_clk}];

create_clock -add -name sys_clk_pin -period 10.00 [get_ports {sys_clk}];

# 时钟引脚 E3

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports sys_clk]

set_property PACKAGE_PIN E3 [get_ports sys_clk]

# 复位引脚 CK_RST/ C2

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports rst]

set_property PACKAGE_PIN C2 [get_ports rst]

# 程序执行完毕指示引脚 LED3/ T10

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports over]

set_property PACKAGE_PIN T10 [get_ports over]

# 程序执行成功指示引脚 LED2/ T9

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports succ]

set_property PACKAGE_PIN T9 [get_ports succ]

# CPU停住指示引脚 LED1/ J5

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports halted_ind]

set_property PACKAGE_PIN J5 [get_ports halted_ind]

# 串口下载使能引脚 SW3/ A10

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports uart_debug_pin]

set_property PACKAGE_PIN A10 [get_ports uart_debug_pin]

# 串口发送引脚 / D4

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports uart_tx_pin]

set_property PACKAGE_PIN D4 [get_ports uart_tx_pin]

# 串口接收引脚 / D3

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports uart_rx_pin]

set_property PACKAGE_PIN D3 [get_ports uart_rx_pin]

# GPIO0引脚 LED0/ H5

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {gpio[0]}]

set_property PACKAGE_PIN H5 [get_ports {gpio[0]}]

# GPIO1引脚 SW0/ A8

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {gpio[1]}]

set_property PACKAGE_PIN A8 [get_ports {gpio[1]}]

# JTAG TCK引脚 JD9/ H2

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports jtag_TCK]

set_property PACKAGE_PIN H2 [get_ports jtag_TCK]

#create_clock -name jtag_clk_pin -period 300 [get_ports {jtag_TCK}];

#屏蔽 外部时钟输入分配到普通的IO口

set_property CLOCK_DEDICATED_ROUTE FALSE [get_nets jtag_TCK]

# JTAG TMS引脚 JD10/ G2

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports jtag_TMS]

set_property PACKAGE_PIN G2 [get_ports jtag_TMS]

# JTAG TDI引脚 JD7/ E2

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports jtag_TDI]

set_property PACKAGE_PIN E2 [get_ports jtag_TDI]

# JTAG TDO引脚 JD8/ D2

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports jtag_TDO]

set_property PACKAGE_PIN D2 [get_ports jtag_TDO]

# SPI MISO引脚 CK_MISO/ G1

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports spi_miso]

set_property PACKAGE_PIN G1 [get_ports spi_miso]

# SPI MOSI引脚 CK_MOSI/ H1

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports spi_mosi]

set_property PACKAGE_PIN H1 [get_ports spi_mosi]

# SPI SS引脚 CK_SS/ C1

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports spi_ss]

set_property PACKAGE_PIN C1 [get_ports spi_ss]

# SPI CLK引脚 CK_SCK/ F1

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports spi_clk]

set_property PACKAGE_PIN F1 [get_ports spi_clk]

set_property BITSTREAM.CONFIG.SPI_BUSWIDTH 4 [current_design]

set_property CONFIG_MODE SPIx4 [current_design]

set_property BITSTREAM.CONFIG.CONFIGRATE 50 [current_design]

接下来添加锁相环PLL，

配置IP输出50M时钟

打开顶层文件，修改端口clk为sys_clk

往下，在第一个always块前例化PLL

记得补充声明clk，

至此完成所有FPGA工程配置，生成比特流文件

顺利生成比特流文件，连接开发板直接烧写。

烧写时可能需要重新定位一下，自己生成的bit文件。

板子上的LED亮起，说明顺利烧写进去了，

接下来进行JTAG调试。

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FPGA运行调试

调试需要使用到CMSIS-DAP，连好线，做好管脚约束才能使用。

同时还需要上位机，作者提供的只有exe也就是windows下的软件。

*注意，Linux下的openocd安装非常麻烦，我遇到了很多问题，虽然现在顺利安装并使用了。

不介意的话后续工作可以直接在windows上进行，把一些文件直接拖到windows下使用即可。

在Ubuntu下直接安装上位机openocd

sudo apt install openocd

在tools/openocd目录下，我们需要使用到这个.cfg配置文件。

openocd -f tinyriscv.cfg

提示不行，这是因为默认安装的openocd不支持CMSIS-DAP，

所以我们还需要源码安装自己配置

sudo apt remove openocd先卸载掉原本安装的

进行源码安装，参考

https://blog.csdn.net/daoshengtianxia/article/details/115038674

在Downloads目录下克隆

git clone git://github.com/ntfreak/openocd

cd openocd/

安装依赖

然后执行

./bootstrap

缺少了什么但又不清楚，补充安装了一大堆东西。

sudo apt install debhelper findutils autotools-dev autoconf automake libtool pkg-config libltdl-dev

重新执行

./bootstrap

缺少libusb-1.x，补充安装

sudo apt install libusb-1.0

再次configure

这次应该是顺利配置了

再补充下面这个

./configure –enable-cmsis-dap –enable-jlink –enable-stlink –enable-ti-icdi

提示需要hidapi，

sudo apt-get install libhidapi-dev

其实是要补充安装这个libhidapi的库，然后再配置。注意一定要给权限。

sudo ./configure –enable-cmsis-dap

配置成功一定要看到这个地方是yes的

最后编译安装

sudo make&make install

完成安装以后，回到tinyriscv/tools/openocd目录下

openocd -f tinyriscv.cfg

现在可以启用这个软件了，当然目前连接还是失败的，需要再做一些配置。

此外，首先需要对.cfg文件中的一些内容做修改。

根据上一张图，有提示说use”adapter speed”not’adapeter_khz’

意思就是用前面那个不要用后面那个表述，

打开.cfg就可以看到对应的内容了，改过来就行。

然后还需要准备权限，参考https://www.bbsmax.com/A/A2dm9B87de/

用lsusb

确认自己的调试器信息

Bus 003 Device 008: ID 0d28:0204 NXP LPC1768

需要增加一个rules文件，参考https://blog.csdn.net/zhengyangliu123/article/details/78232241

进入前面克隆的openocd/contrib 目录

使用指令将 60-openocd.rules 文件复制入 /etc/udev/rules.d/ 目录下

sudo cp 60-openocd.rules /etc/udev/rules.d/

然后，对文件做一些修改【此处存疑，可能不改也能用】

sudo gvim /etc/udev/rules.d/60-openocd.rules

最下面的地方，改成跟我下图一样的。

注意idVendor和idProduct要保持和上面看到的0d28:0204设备信息一致。

保存以后重启电脑

回到之前的tinyriscv中的openocd文件夹，使用终端执行

openocd -f tinyriscv.cfg

终于看到这个了，不容易啊

*注意，这里存在未知问题。每次重启系统以后，最开始使用openocd会报错。需执行3次，才会识别并启用……

原因不明，但每次都这样。只要启动成功，不关机就不会有这个问题。

新开一个终端，看作者后续的操作。windows和linux在路径上有些不同

然后打开另一个CMD窗口，执行以下命令来连接openocd，注意电脑要启用telnet host服务。

telnet localhost 4444

然后在这个CMD窗口下使用load_image命令将固件下载到FPGA，这里以freertos.bin文件为例，如下所示：

load_image D:/gitee/open/tinyriscv/tests/example/FreeRTOS/Demo/tinyriscv_GCC/freertos.bin 0x0 bin 0x0 0x1000000

使用verify_image命令来校验是否下载成功，如下所示：

verify_image D:/gitee/open/tinyriscv/tests/example/FreeRTOS/Demo/tinyriscv_GCC/freertos.bin 0x0

如果下载出错的话会有提示的，没有提示则说明下载成功。

最后执行以下命令让程序跑起来：

resume 0

注意：每次下载程序前记得先执行halt命令停住CPU。；

这里使用gpio进行验证

在/home/eda/Project/tinyriscv/tests/example/gpio路径下使用make编译生成bin文件

在telnet窗口下使用下面命令烧写程序

load_image /home/eda/Project/tinyriscv/tests/example/gpio/gpio.bin 0x0 bin 0x0 0x1000000

verify_image /home/eda/Project/tinyriscv/tests/example/gpio/gpio.bin 0x0 bin 0x0

如果看到这个，说明程序烧写成功了

resume 0

此时开发板已经可以正常使用，LED灯会随对应的那个开关亮灭。

下面测试一下串口，

先去把串口发送uart_tx的程序编译一下

安装串口调试工具cutecom

sudo apt-get install cutecom

直接打开工具

选这个ACM

OPEN以后会看到，连接的就是这个CMSIS-DAP调试器

load_image /home/eda/Project/tinyriscv/tests/example/uart_tx/uart_tx.bin 0x0 bin 0x0 0x1000000

烧写进去并且resume以后，可以看到串口助手窗口打印了hello world。

至此，整个tinyriscv的linux开发环境搭建完成，可以运行整个项目的所有内容。

其他补充

输入su命令获取root权限时， 出现了

authentication failure 的问题，即身份验证失败。

需要进行下面操作：

$ sudo passwd root

Enter new UNIX password:

//此时输入你的密码

Retype new UNIX password:

//再次输入，相同密码。

passwd: password updated successfully

此时再用su命令，就可以获取到root权限了。