上一节中分别独立实验了Zynq的PS端和PL端，并初步实验了PS端先硬件再软件的开发流程和IP核设计的设计方法。第一节中提及到：Zynq是以PS端的ARM处理器系统为核心的，PS端和PL端是通过AXI总线，并且Xilinx已经提供了各种AXI通信的IP核，接下来的实验中将会更加明确的体验到利用IP核设计的设计方法。
1.实验目标
板载的LED和RGBLED都是接在PL端的，这个实验将利用PS端程序通过AXI总线控制连接在PL端的LED。
2.实验步骤
整个实验流程参考《The Zynq Book Tutorials》的chpt1：First Designs on Zynq（这本实验指导手册是英文的，但我个人认为英文原版要比中文看着清楚很多）。
需要注意的一点是，这本实验指导手册是针对Zybo和Zedboard的，将其中关于板子的操作换为Pynq中的即可。关于软件驱动程序的部分，书中是采用空白工程+导入随书程序的方法，这里因为板子不同，不采用这种方法，直接利用SDK导入例程。
2.1.工程目录
其中：
- 橙色部分是需要自己编写的应用程序代码
- 带有bsp的绿色部分是SDK自动生成的板级驱动支持包
- 黄色部分是关于ARM内核的一些硬件设计文件
2.1.1.硬件设计文件（hdf）
红色文件system.hdf就是在vivado中设计完硬件之后导出的硬件设计文件，其中包含了一些设计信息和寄存器地址映射：
2.1.2.板级驱动支持包（BSP）
板级驱动包中只需要关注绿色的文件system.mss，这个文件说明了该工程中板级驱动支持包的所有信息，包括：
-
目标硬件信息
-
采用操作系统信息
-
外设驱动信息
-
库信息
2.1.3.应用程序代码（APP）
应用程序代码可以自己编写或者从例程导入，这里直接在system.mss文件中导入：
一共包括4个例程，导入第一个基本例程：
2.2.xgpio_example
最好的参考资料是官方文档，包含XGpio操作所有的API说明
2.2.1.Xilinx GPIO 控制器介绍
Xilinx GPIO控制器是专为Xilinx FPGA设计的软IP核，有以下功能：
- 每个通道可设置32个I/O
- 每个I/O可设置为输入或输出
- 可配置支持双通道和外部中断
XGpio的API声明在xgpio.h文件中，API实现在xgpio.c文件中
2.2.2. 初始化XGpio
API：int Xgpio_Initialize(InstancePtr,DeviceID)
功能：根据给定的DeviceID初始化调用者提供的XGpio实例
| 参数 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
| InstancePtr | sturct* XGpio | GPIO实例指针(xgpio.h) |
| DeviceID | u16 | 导出hdl时自动生成（xparameters.h） |
| return | int | 成功-XST_SUCCESS 失败-XST_DEVICE_NOT_FOUND |
注：
xparameters.h是在导出硬件设计文件时由Vivado自动生成的，包含了所有系统硬件参数的宏定义。
2.2.3. 设置XGpio输入/输出方向
API：void XGpio_SetDataDirection(XGpio *InstancePtr, unsigned Channel, u32 DirectionMask)
功能：根据给定的DeviceID初始化调用者提供的XGpio实例
| 参数 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
| InstancePtr | sturct* XGpio | GPIO实例指针(xgpio.h) |
| Channel | unsigned | 包含要操作的GPIO的通道 |
| DirectionMask | u32 | 指定32个I/O的方向，0-出，1-入 |
注意：如果此功能与除1之外的任何通道一起使用，则必须为双通道构建硬件。如果不是，则此功能将断言。
2.2.4. XGpio电平逻辑操作
API：XGpio_DiscreteWrite（XGpio * InstancePtr，unsigned Channel，u32 Data）
功能：写入指定GPIO通道的寄存器
| 参数 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
| InstancePtr | sturct* XGpio | GPIO实例指针(xgpio.h) |
| Channel | unsigned | 包含要操作的GPIO的通道 |
| Data | u32 | 32个I/O的电平，0-低，1-高 |
2.2.4.1.置高某个I/O的电平
API：XGpio_DiscreteSet（XGpio * InstancePtr，unsigned Channel，u32 Mask）
功能：将输出设置为指定GPIO通道的逻辑1
| 参数 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
| InstancePtr | sturct* XGpio | GPIO实例指针(xgpio.h) |
| Channel | unsigned | 包含要操作的GPIO的通道 |
| DirectionMask | u32 | 将被设置为1的位组，0-不选中，1-选中（其它位不受影响） |
2.2.4.1.拉低某个I/O的电平
API：XGpio_DiscreteClear（XGpio * InstancePtr，unsigned Channel，u32 Mask）
功能：将输出设置为指定GPIO通道的逻辑0
| 参数 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
| InstancePtr | sturct* XGpio | GPIO实例指针(xgpio.h) |
| Channel | unsigned | 包含要操作的GPIO的通道 |
| DirectionMask | u32 | 将被设置为0的位组，0-不选中，1-选中（其它位不受影响） |
2.3.下载并运行程序
因为该设计中包含PL端设计比特流，所以在run程序前需要设置，右键->Run As -> Run Configurations：
3.实验结果
4.实验总结
完成了整个实验后再来看这张图，首先在PL端通过添加AXI GPIO IP核实现一个GPIO控制器，GPIO控制器由于在PL端，所以输出直接与4个板载LED相连，然后vivado自动布局布线，将GPIO控制器的受控端与PS端处理器核进行对应连接，然后生成导出硬件设计文件供SDK使用。
SDK根据硬件设计文件生成C工程，通过运行于PS端ARM处理器的程序控制PL端实现的GPIO控制器，完成PS通过AXI总线控制PL端LED（GPIO）的实验。
5.实验扩展
- 编程实现让4个LED以不同的方式闪烁
- 编程实现RGB的驱动