测试平台为 Xilinx 的Zynq 7020 FPGA芯片;
板卡:迪吉伦特Z7
Vivado版本:2018.3
文件系统:FATFS
SD卡接口:SD2.0
测试流程
本次测试主要针对4G和32G两个不同容量的SD卡,在Zynq FPGA上搭建 SD卡 读写回路,从而对SD卡读写速度进行测试,并检验读写一致性;
测试流程:
进入测试程序前,首先会对SD卡初始化并初始化建立FATFS文件系统,随后进入测试SD卡测试程序,在测试程序中,会写入一定大小的文件,然后对写入文件的时间进行测量,得到写入时间;然后再将写入的文件读出,测量获得读出时间,并将读出数据与写入数据相比较,检测是否读写出错。
通过写入时间、读出时间可计算得到写入速度、读出速度;将以上过程重复100次并打印报告。
SOC搭建
硬件搭建框图如下,我们在本次系统中使用PS端的SDIO接口来驱动SD NAND芯片,并通过UART向PC打印报告;
PL端的硬件搭建也很简单,只需一个Timer定时器来做时间测量;
我们直接使用Zybo板卡文件创建一个工程,工程会将Zybo具有的硬件资源配置好;
首先点击setting->IP->Repository->+;添加Timer IP核的路径,Timer IP核会在工程中给出;
点击Create Block Design创建BD工程
在创建的过程中添加Zynq 内核;
由于我们使用了板卡文件,所以内核IP是配置好的,我们只需稍作修改即可,如果是其他板卡,则需要自行配置DDR等配置;
双击内核IP,点击Clock Configuration->PL Fabric Clocks,将FCLK_CLK0的时钟频率修改为100Mhz
添加TimerA IP;
依次点击上方的自动设计,完成SOC搭建;
点击BD设计,并创建顶层文件
生成比特流文件;
在生成比特流文件后,将其导入SDK;
点击Export->Export Hardware,导出硬件;然后点击Launch SDK打开SDK进行软件设计;
软件搭建
在SDK中新建一个空白工程;
点击文件—>新建—>应用项目;
在新建的过程中创建一个main.c文件,并在里面编写测试程序如下:
在每次读写开始前,通过TimerA0_start()函数开始计时,在读写结束后可以通过TimerA0_stop()结束计时,从而测得消耗时间。
相应的Timer驱动函数在user/TimerA_user.c中定义;
#include "xparameters.h" /* SDK生成的参数 */
#include "xsdps.h" /* SD 设备驱动程序 */
#include "xil_printf.h"
#包含 "ff.h"
#include "xil_cache.h"
#include "xplatform_info.h"
#包含 "time.h"
#include "../user/headfile.h"
#定义 PACK_LEN 32764
静态 FIL fil; /* 文件对象 */
静态FATFS FATFs;
静态字符 FileName[32] = "Test.txt";
静态字符 *SD_File;
char目的地地址[PACK_LEN];
char txt[1024];
字符测试缓冲区[PACK_LEN];
虚空 TimerA0_init()
{
TimerA_reset(TimerA0);//重新设置TimerA设备
TimerA_Set_Clock_Division(TimerA0,100);//将时钟分割为 100000000/100 = 1Mhz
TimerA_停止计数器(TimerA0);//停止计时器A
}
无TimerA0_start()
{
TimerA_设置为连续模式(TimerA0);
}
无TimerA0_停止()
{
TimerA_停止计时器(TimerA0);
}
uint32 SDCard_test()
{
uint8 Res;
uint32 NumBytesRead;
uint32NumBytesWritten;
uint32 BuffCnt;
uint8 工作[FF_MAX_SS];
uint32 占用时间=0;
uint32速度=0;
uint32测试时间=0;
uint32 w_t=0;
uint32 r_t=0;
float wsum = 0;
float rsum=0;
TCHAR *Path = "0:/";
for(int i=0;我<PACK_LEN;i++)
{
test_buffer[i] = 'a';
}
Res = f_mount(&fatfs, Path, 0);
如果(Res!= FR_OK) {
返回XST失败;
}
Res = f_mkfs(路径,FM_FAT32, 0, 工作,工作大小);
如果(Res!= FR_OK) {
返回XST失败;
}
SD_File = (char *) 文件名;
Res = f_open(&fil, SD_File, FA_始终生成 | FA_写入 | FA_读取);
如果(Res) {
返回XST失败;
}
Res = f_lseek(&fil, 0);
如果(Res) {
返回XST失败;
}
同时(1)
{
TimerA_重置(TimerA0);
TimerA0_开始();
Res = f_write(&fil, (const void*) test_buffer, PACK_LEN,
&写入字节数);
TimerA0_停止();
take_time = TimerA_Read_Counter_Register(TimerA0);
w_t+=需要时间;
xil_printf("--------------------------------\n");
xil_printf("花时间:%d 我们\n",抽时间);
speed = PACK_LEN*(1000000/(浮动)(占用时间)));
sprintf(txt,"写入速度:%2f MB/s\n",(浮动)(速度)/1024/1024);
wsum = wsum + speed;
xil_printf(txt);
xil_printf("--------------------------------\n");
如果(Res) {
返回XST失败;
}
Res = f_lseek(&fil, 0);
如果(Res) {
返回XST失败;
}
TimerA_重置(TimerA0);
TimerA0_开始();
Res = f_read(&fil, (void*)目的地地址, PACK_LEN,
&NumBytesRead) 的 NumBytesRead)
TimerA0_停止();
take_time = TimerA_Read_Counter_Register(TimerA0);
r_t+=需要时间;
xil_printf("--------------------------------\n");
xil_printf("花时间:%d 我们\n",抽时间);
speed = PACK_LEN*(1000000/(浮动)(占用时间)));
sprintf(txt,"读取速度:%2f MB/s\n",(浮动)(速度)/1024/1024);
rsum = rsum + speed;
xil_printf(txt);
xil_printf("--------------------------------\n");
如果(Res) {
返回XST失败;
}
for(BuffCnt=0;BuffCnt PACK_LEN;BuffCNT++){
如果(test_buffer[BuffCnt]!= DestinationAddress[BuffCnt]){
xil_printf("%dna",BuffCnt);
返回XST失败;
}
}
xil_printf("测试编号:%d数据检查正确!\n",测试时间+1);
测试时间++;
如果(测试时间==100)
{
sprintf(txt,"总写入量:%2f KB,占用时间:%2f毫秒,写入速度:%2f MB/s\n",PACK_LEN*100/1024.0,w_t/100.0/1000.0,wsum/100/1024/1024);
xil_printf(txt);
sprintf(txt,"总读取量:%2f KB,占用时间:%2f毫秒,读取速度:%2f MB/s\n",PACK_LEN*100/1024.0,r_t/100.0/1000.0,rsum/100/1024/1024);
xil_printf(txt);
Res = f_close(&fil);
如果(Res) {
返回XST失败;
}
返回0;
}
}
}
int main(空)
{
TimerA0_init();
SDCard_test();
xil_printf("完成");
返回0;
}