ultra96v2のembedded acceleration platformをvitis2020.1で作成してみた話その2

ultra96v2のembedded platformを作成した話。 VitisのVecaddを動かすまで。 前回の続き。

準備

vitisで使用するlinux_bifとqemu_args.txtとpmu_args.txt

cd <work-dir-path>
mkdir vitis_args

vitis_argsにlinux.bifとqemu_args.txtとpmu_args.txtを保存する。内容は以下の通り。 <>で囲んだファイルはvitisが補完してくれるようだけど、よく問題が出たのでbitstream以外は直接指定することにしている。

• linux.bif
  ##work-dir-path##は環境に合わせて置き換えてください。
  

  /* linux */
  the_ROM_image:
  {
    [fsbl_config] a53_x64
    [bootloader] ##work-dir-path##/petalinux/build/tmp/deploy/images/ultra96v2-zynqmp/fsbl-ultra96v2-zynqmp.elf
    [destination_device=pl] <bitstream>
    [pmufw_image] ##work-dir-path##/petalinux/build/tmp/deploy/images/ultra96v2-zynqmp/pmu-firmware-ultra96v2-zynqmp.elf
    [destination_cpu=a53-0, exception_level=el-3, trustzone] ##work-dir-path##/petalinux/build/tmp/deploy/images/ultra96v2-zynqmp/arm-trusted-firmware.elf
    [load=0x100000] ##work-dir-path##/petalinux/build/tmp/deploy/images/ultra96v2-zynqmp/system.dtb
    [destination_cpu=a53-0, exception_level=el-2] ##work-dir-path##/petalinux/build/tmp/deploy/images/ultra96v2-zynqmp/u-boot.elf
  }

• qemu_args.txt
  system.dtbは2020.1からBOOT.binで書き込むようにしている模様。
  ##work-dir-path##は環境に合わせて置き換えてください。

  -M arm-generic-fdt
  -net nic -net nic -net nic
  -serial /dev/null -serial mon:stdio
  -display none
  -device loader,file=##work-dir-path##/petalinux/build/tmp/deploy/images/ultra96v2-zynqmp/arm-trusted-firmware.elf,cpu-num=0
  -device loader,file=<u-boot.elf>
  -device loader,file=##work-dir-path##/petalinux/build/tmp/deploy/images/ultra96v2-zynqmp/system.dtb,addr=0x100000
  -drive file=##work-dir-path##/petalinux/build/tmp/deploy/images/ultra96v2-zynqmp/petalinux-image-minimal-ultra96v2ros2-ultra96v2-zynqmp.wic.qemu-sd,if=sd,id=sd0,format=raw,index=0
  -boot mode=3
  -global xlnx,zynqmp-boot.cpu-num=0
  -global xlnx,zynqmp-boot.use-pmufw=true
  -m 4G

• pmu_args.txt
  ##work-dir-path##は環境に合わせて置き換えてください。

  -M microblaze-fdt
  -serial /dev/null -serial /dev/null
  -display none
  -device loader,file=##work-dir-path##/build/tmp/deploy/images/ultra96v2-zynqmp/pmu-ultra96v2-zynqmp.elf
  -device loader,addr=0xfd1a0074,data=0x1011003,data-len=4
  -device loader,addr=0xfd1a007C,data=0x1010f03,data-len=4

Platformの作成

ここを参考にplatformを作成していく。 日本語ならこちら。 2020.1ではこのARを実行しないとEmulation-HWのビルドができない。

export LIBRARY_PATH=/usr/lib/x86_64-linux-gnu
source <path-to-vitis-installation>/2020.1/settings64.sh
cd <work-dir-path>
mkdir vitis_pfm
cd vitis_pfm
mkdir wksp1
vitis -workspace wksp1

create platformを行い、platform名はultra96v2-platform、xsaは/xsa_dir/ultra96v2_4z/ultra96v2_4z.xsaを指定する。

linux domainの設定を以下のように行う。

Bif File: <work-dir-path>/vitis_args/linux.bif
Boot Components Directory:<work-dir-path>/boot
Linux Image Directory:<work-dir-path>/boot
Linux Rootfs:<work-dir-path>/petalinux/build/tmp/deploy/images/ultra96v2-zynqmp/petalinux-image-minimal-ultra96v2ros2-ultra96v2-zynqmp.ext4
Bootmode:SD
Sysroot Directory:<work-dir-path>/sdk/sysroots/aarch64-xilinx-linux
QEMU Data:<work-dir-path>/petalinux/build/tmp/deploy/images/ultra96v2-zynqmp
QEMU Arguments:<work-dir-path>/vitis_args/qemu_args.txt
PMU QEMU Arguments:<work-dir-path>vitis_args/pmu_args.txt

platformをbuildする。方法は上記ページを参照のこと。

Platformのテスト

ここを参考にplatformのテストを行う。 日本語ならこちら。

application project nameはvecaddとした。 途中、Kernel Imageが空欄となっているので、/boot/Imageを指定しておく。

Emulation-SW

まずはEmulation-SWをLaunch on EmulatorとLaunch on Hardwareで試す。 Emulation-SWを右クリックで選択し、Buildを実行する。

その後Emulation-SWを右クリックで選択し、Run->Launch On Emulatorを実行する。

Launch on Emulator 実行結果

Launch on HardwareではSDを作成する必要がある。 SDは以下の通り作成する。

cd <work-dir-path>/vitis_pfm/wksp1/vecadd/Emulation-SW/package
dd if=sd_card.img of=/dev/sdX

上記のsd_card.imgにはBOOT.binが含まれていないので、 /petalinux/build/tmp/image/ultra96v2-zynqmp/boot.binをパーティション1に追加する。

SDをultra96v2に挿入し、電源をONする。 しばらく待っているとWifiのアクセスポイントが見えて来るので、これに接続する。

Lunch Target Connectionで実機に接続できるように設定を行う。 ultra96v2のwifi APはデフォルトで192.168.2.1のIPを持っているので、以下のように設定する。 ultra96v2が起動していればTest Connectionで接続を確認できる。

Launch Target Connection

 Target Connectionsの+ボタンから設定を追加する。

その後Emulation-HWを右クリックで選択し、Run->Launch On Hardwareを実行する。

Launch on Hardware 実行結果
省略

Emulation-HW

Launch on Emulatorでは理由は不明だが、Launch on Emulatorを実行するとQEMUのプロセスが停止したままとなる。 恐らくはVivado Simulatorからの接続待ちなのではないかと思っているけど、 どうしても使用したいわけでもないのでツールのバージョンアップに期待する。 ここでは実機との組み合わせで動かしてみる。

SDの準備はEmulation-HWのものを使用する他はEmulation-SWと同じ。 すでにEmulation-SWをLaunch on Hardwareで実行している場合にはbinary_container_1.xclbinとvecaddを差し替えるだけで良い(はず。あまり自信が無い)。 scpで/media/sd-mmcblk0p1に送り込むのが便利。Vitisが勝手にやってくれるかもしれないけど。

あと、Vivado simが動いていないように見えるのも気になる。これのやり方合ってるのだろうか？

Launch on Hardware 実行結果

Hardware

Hardwareを右クリックしてBuildする。 SDの準備はHardwareのものを使用する他はEmulation-SWと同じ。 その後Hardwareを右クリックで選択し、Run->Launch On Hardwareを実行する。

Launch on Hardware実行結果

Vitis Analyzer 

それぞれの実行結果を記載する。

Kernel RuntimeをSW実行時とHW実行時で比較するのと、 Application Timelineでボトルネックを特定して改良していく感じなのかな？

Emulation-HW(Launch on Hardware)はHardware実行に比べてApplication Timelineが得られるということだろうか。

このあたりはもう少しドキュメントの読み込みが必要そう。

Emulation-SW(Launch on Emulator)

Emulation-SW(Launch on Hardware)

Emulation-HW(Launch on Hardware)

Hardware(Launch on Hardware)