DE1SOC OpenCL VGA 工程编译Mandelbrot

来源：互联网发布：漫画人软件编辑：程序博客网时间：2024/05/29 15:24

DE1SOC OpenCL VGA 工程编译mandelbrot

时间：2015年4月2日

作者：knat

开发板：DE1SOC Rev C

百度网盘资料 ：http://pan.baidu.com/s/1ge2q9Tx

操作步骤：

拷贝FPGA工程
新建文件夹
mkdir -p ~/altera/14.1/hld/board/terasic/de1soc
将文件和解压，里面的内容拷贝到上述路径，

将board_enc.xml中的
<hardware dir="." default="de1soc_sharedonly"></hardware>
改为
<hardware dir="." default="de1soc_sharedonly_vga"></hardware>
设置环境变量
新建文件init.sh添加如下
#!/bin/bash
export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=/home/tank/app/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-4.9-xxxxx_linux/bin/arm-linux-gnueabihf-
export LOADADDR=0x8000
export QUARTUS_ROOTDIR=/home/tank/altera/14.1/quartus
export ALTERAOCLSDKROOT=/home/tank/altera/14.1/hld
export PATH=$PATH:${QUARTUS_ROOTDIR}/bin:${ALTERAOCLSDKROOT}/linux64/bin:${ALTERAOCLSDKROOT}/bin:/home/tank/altera/14.1/embedded/ds-5/bin
export LD_LIBRARY_PATH=${ALTERAOCLSDKROOT}/linux64/lib
export AOCL_BOARD_PACKAGE_ROOT=${ALTERAOCLSDKROOT}/board/terasic/de1soc
export QUARTUS_64BIT=1
export LM_LICENSE_FILE=/home/tank/altera/license.dat
export PATH=$PATH:/home/tank/app/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-4.9-xxxxxx_linux/bin

保存，执行命令
source ./init.sh
编译硬件
查看可用硬件和编译OpenCL内核，（先进入到例程的路径）

aoc --list-boards
aoc device/ mandelbrot.cl --board de1soc_sharedonly_vga

编译时间较长，视PC的配置而定。其编译的过程是将包含OpenCL接口的de1soc_sharedonly_vgaDemo拷贝到当前路径下编译，编译后会生成xxxxx.aocx 和top.rbf文件
配置编译内核
先将config_opencl拷贝到内核路径下，用该文件配置所需要编译的内核
cp config_opencl .config

source ./init.sh

make menuconfig

其中包括的内核配置有以下几点（config_opencl中已经包含这些配置，无需再配置）

4.1添加Framebuffer Driver:
Device Drivers -> Grapics support -> Support for frame buffer devices

Device Drivers -> Input device suport

分辨率1024 * 768

4.2使能CMA for OpenCL
Device Drivers -> Generic Driver Oprions

DMA CMA *

SIZE 512

Maximum Page 8

Maximum Count 7

4.3 Altera 固件下载和FPGA桥

Device Drivers -> Misc device

Device Drivers -> Misc device -> FPGA Bridges

4.4支持V4l2 和UVC USB摄像头

Device Drivers -> Multimedias support

V4l2 API 和V4l2 int device 以及 Media USB Adapter

Device Drivers -> Multimedias support ->Media USB Adapter

USB Video Class 是支持通用UVC设备，GSPCA中可选择其他设备（ZC301等）

4.5 选中EXT4文件系统的支持

Flie systems ->

Enable the block layer

支持larger block device and flies 否则EXTt4 mount 时会出错

4.6 编译

make uImage -j4

make zImage

生成的zImage和uIamge 在路径/home/tank/terasic/linux-socfpga_fb/arch/arm/boot下

5修改编译dtb

5.1修改文件

/home/tank/terasic/linux-socfpga_fb/arch/arm/boot/dts/socfpga.dtsi

/home/tank/terasic/linux-socfpga_fb/arch/arm/boot/dts/socfpga_cyclone5.dts

在文件socfpga.dtsi将以下部分的注释取消，使用FPGA桥

hps_fpgabridge0: fpgabridge@0 {

compatible = "altr,socfpga-hps2fpga-bridge";

label = "hps2fpga";

clocks = <&l4_main_clk>;

};

hps_fpgabridge1: fpgabridge@1 {

compatible = "altr,socfpga-lwhps2fpga-bridge";

label = "lwhps2fpga";

clocks = <&l4_main_clk>;

};

hps_fpgabridge2: fpgabridge@2 {

compatible = "altr,socfpga-fpga2hps-bridge";

label = "fpga2hps";

clocks = <&l4_main_clk>;

};

在socfpga_cyclone5.dts中修改为如下

hps_0_bridges: bridge@0xc0000000 {

compatible = "altr,bridge-14.1", "simple-bus";

reg = <0xc0000000 0x20000000>,

<0xff200000 0x00200000>;

reg-names = "axi_h2f", "axi_h2f_lw";

#address-cells = <2>;

#size-cells = <1>;

ranges = <0x00000000 0x00000000 0xc0000000 0x00010000>,

<0x00000001 0x00000100 0xFF200100 0x00000080>,

<0x00000001 0x00010040 0xFF210040 0x00000020>,

<0x00000001 0x00010080 0xFF210080 0x00000010>,

<0x00000001 0x000100C0 0xFF2100C0 0x00000010>;

alt_vip_vfr_1: vip2@0x100 {

compatible = "ALTR,vip-frame-reader-13.0", "ALTR,vip-frame-reader-9.1";

reg = <0x00000001 0x00000100 0x00000080 >;

max-width = < 1024 >;

max-height = < 768 >;

mem-word-width = < 128 >;

bits-per-color = < 8 >;

}; //end vip@0x40100 (alt_vip_vfr_0)

acl_iface_led_pio: gpio@0x100010040 {

compatible = "ALTR,pio-13.1", "ALTR,pio-1.0", "altr,pio-1.0";

reg = <0x00000001 0x00010040 0x00000020 >;

width = < 4 >; /* embeddedsw.dts.params.width type NUMBER */

resetvalue = < 0 >; /* embeddedsw.dts.params.resetvalue type NUMBER */

#gpio-cells = < 2 >;

gpio-controller;

}; //end gpio@0x100010040 (acl_iface_led_pio)

acl_iface_dipsw_pio: gpio@0x100010080 {

compatible = "ALTR,pio-13.1", "ALTR,pio-1.0", "altr,pio-1.0";

reg = <0x00000001 0x00010080 0x00000010 >;

interrupt-parent = < &intc >;

interrupts = < 0 41 1 >;

width = < 4 >; /* embeddedsw.dts.params.width type NUMBER */

resetvalue = < 0 >; /* embeddedsw.dts.params.resetvalue type NUMBER */

edge_type = < 2 >; /* embeddedsw.dts.params.edge_type type NUMBER */

level_trigger = < 0 >; /* embeddedsw.dts.params.level_trigger type NUMBER */

#gpio-cells = < 2 >;

gpio-controller;

}; //end gpio@0x100010080 (acl_iface_dipsw_pio)

acl_iface_button_pio: gpio@0x1000100C0 {

compatible = "ALTR,pio-13.1", "ALTR,pio-1.0", "altr,pio-1.0";

reg = <0x00000001 0x000100C0 0x00000010 >;

interrupt-parent = < &intc >;

interrupts = < 0 42 1 >;

width = < 2 >; /* embeddedsw.dts.params.width type NUMBER */

resetvalue = < 0 >; /* embeddedsw.dts.params.resetvalue type NUMBER */

edge_type = < 1 >; /* embeddedsw.dts.params.edge_type type NUMBER */

level_trigger = < 0 >; /* embeddedsw.dts.params.level_trigger type NUMBER */

#gpio-cells = < 2 >;

gpio-controller;

}; //end gpio@0x1000100C0 (acl_iface_button_pio)

}; //end bridge@0xc0000000 (hps_0_bridges)

以上部分地址与Qsys 中相互匹配，hps_0_bridges: 下有两个节点

reg-names = "axi_h2f", "axi_h2f_lw";

其中

ranges = <0x00000000 0x00000000 0xc0000000 0x00010000>,

<0x00000001 0x00000100 0xFF200100 0x00000080>,

<0x00000001 0x00000100 0xFF200100 0x00000080>,依次是

<节点1，偏移地址，物理地址，地址范围>，其中节点1即为axi_h2f_lw桥

5.2编译dtb

make socfpga_cyclone5.dtb

生成的socfpga_cyclone5.dtb 在路径/home/tank/terasic/linux-socfpga_fb/arch/arm/boot/dts下

6.编译驱动

在路径/home/tank/altera/14.1/hld/board/terasic/de1soc/driver下

make KDIR=/home/tank/terasic/linux-socfpga_fb

生成aclsoc_drv.ko

7.编译应用程序

在应用程序文件夹下编译应用 make

(在 mandelbrot 例子中是 make -f Makefile.arm)

8.制作SD卡镜像

cat /proc/partitions

查看磁盘，插入SD卡，再执行以上命令看增加的sdx就是SD卡

sudo dd if=DE1SOC_OpenCL_trusty_lxde.img of=/dev/sdx

将步骤3中生成的top.rbf拷贝到SD卡的Win（fat）分区,命名为opencl.rbf

将步骤4中生成的zImage拷贝到SD卡Win（fat）分区

将步骤5中生成的socfpga_cyclone5.dtb拷贝到SD卡Win（fat）分区,命名为socfpga.dtb

将步骤6中生成的aclsoc_drv.ko拷贝到SD卡linux分区(/home/root/opencl_arm32_rte_new/board/c5soc/driver)

将步骤3中生成的xxxxx.aocx拷贝到SD卡linux分区(/home/root)

将步骤7中生成的应用程序如 mandelbrot 拷贝到SD卡linux分区(/home/root)

9.配置文件系统环境

在SD卡的linux分区中etc/rc.loacl中添加

echo 1 > /sys/class/fpga-bridge/fpga2hps/enable

echo 1 > /sys/class/fpga-bridge/hps2fpga/enable

echo 1 > /sys/class/fpga-bridge/lwhps2fpga/enable

上述这些用于开启总线，以便VGA逻辑可以使用

在SD卡的linux分区中etc/bash.bashrc中添加

export CL_CONTEXT_COMPILER_MODE_ALTERA=3

上述内容用于开启禁止执行OpenCL应用时重新对FPGA进行编程，以便VGA逻辑不被刷掉黑屏。

10.执行opencl应用

设置开发板MSEL[4:0]---01010，可能需要将板子的USB-UART接上电才可启动系统（接入PC的USB口）

进入路径/home/root/

source ./init_opencl_new.sh

之后便可执行opencl应用了，例如执行mandelbrot

./mandelbrot -w=640 -h=480 -c=16

11.其他配置

手动设置IP

ifconfig eth0 192.168.41.141 netmask 255.255.255.0

route add default gw 192.168.41.254

echo "nameserver 114.114.114.114 ">> /etc/resolv.conf

自动获取IP

dhclient eth0

更新时间ntpdate ntp.ubuntu.com

11.已知问题

1）最好保持uboot和硬件工程一致，保证对硬件正确初始化。
2）使用官方给的镜像添加OpenCL VGA Demo 使用时，由于uboot默认关闭了lw_hps2fpga总线桥，如需启动系统在VGA上显示终端或图形界面需要内核支持altera总线桥驱动并开启总线，开启方法
echo 1 > /sys/class/fpga-bridge/fpga2hps/enable
echo 1 > /sys/class/fpga-bridge/hps2fpga/enable
echo 1 > /sys/class/fpga-bridge/lwhps2fpga/enable
1. 默认执行OpenCL应用会重新对FPGA进行编程，这样会重刷VGA逻辑导致屏幕变黑，解决方法是修改OpenCL模式关闭重新编程功能，但这样就必需让opencl.rbf中包含对应的OpenCL内核。此时，不同的rbf与opencl应用不要混用。关闭opencl应用重编程的方法：
  export CL_CONTEXT_COMPILER_MODE_ALTERA=3
  
  Values to be supplied for context property
  CL_CONTEXT_COMPILER_MODE_ALTERA:
  
  CL_CONTEXT_COMPILER_MODE_OFFLINE_ALTERA         0
  CL_CONTEXT_COMPILER_MODE_OFFLINE_CREATE_EXE_LIBRARY_ALTERA     1
  CL_CONTEXT_COMPILER_MODE_OFFLINE_USE_EXE_LIBRARY_ALTERA     2
  CL_CONTEXT_COMPILER_MODE_PRELOADED_BINARY_ONLY_ALTERA     3
2. 如果需要用对应的sof 生成rbf，其配置是这样的
  在Quartus II
  File->Convert Programming Flies
  Programming file type 选Raw Binary File (.rbf)
  Mode选 Passive Parallel x16
  Add File添加sof文件后还需要在Properties里面选择压缩格式（Compression）
  这个模式对应的MSEL[4:0]为01010 （ppx16_compression）
  如果不选择Compression 则对应的MSEL[4:0]为01000 (ppx16),即MSEL1是告诉uboot 该rbf是否进行了压缩。
3. 一旦重新编译了内核，opencl的驱动必需重新编译并在文件系统中更新。
4. opencl　编译需要正版的license，且license内的MAC必需是eth0的，可以在altera官网的大学计划申请，网址是：
  https://www.altera.com/support/training/university/members-license.html
5. Linaro 官网中的很多ubuntu armhf的根目录文件,可以直接替换SD卡的linux分区来使用
  http://releases.linaro.org/15.04/ubuntu/utopic-images/gnome/
  http://releases.linaro.org/

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