USB イーサネット AXI マネージャー

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ユニバーサルシリアルバス (USB) インターフェイス経由でイーサネットを使用して、MATLAB^® または Simulink^® からオンボードメモリの場所にアクセスします。USB イーサネットインターフェイス経由で AXI マネージャーを実行するには、次の手順に従ってください。

メモ

AXI マネージャーは、Xilinx^® Zynq^® デバイスの USB イーサネットインターフェイスのみをサポートします。

ハードウェアボードのセットアップ
1. ハードウェアボードと互換性のあるセキュアデジタル (SD) カードイメージファイルを SD カードドライブパスにコピーします。この手順を実行するには、Hardware Setup ツールまたは copyImageToHostSDCardPath または loadImageToTargetSDCardPath 関数を使用できます。
2. ハードウェアボード上のジャンパーを設定して、USB インターフェイスを周辺機器モードで構成します。
3. ホストコンピュータとターゲットボードの間に USB ケーブルを接続します。
ホストコンピューターのセットアップ
1. Windows^® のみ — USB イーサネットドライバーをインストールします。
2. SD カードがハードウェアボード上で起動された後、ホストコンピューターで USB イーサネットまたは RNDIS ガジェットの IP アドレスを構成します。
AXI マネージャーの読み取りおよび書き込み操作を実行する
1. loadBitstream 関数を使用して、FPGA 設計に基づいて BIT および DTB ファイルをロードします。
2. aximanager オブジェクトを作成します。Interface プロパティを 'USBEthernet' として指定します。
3. 書き込みおよび読み取り操作を実行します。

セットアップ手順は Hardware Setup ツールで自動化されています。ガイド付きハードウェアセットアップを参照してください。

完全なハードウェアチェックリスト

ハードウェアのセットアップを完了するために必要なハードウェアとアクセサリがすべて揃っていることを確認します。

USB 3.0 または USB 2.0 ケーブル - ハードウェアボードがサポートする USB ケーブルの種類に応じて、USB 3.0 または USB 2.0 ケーブルを使用します。この接続は、プログラミングファイルなどのデータをホストコンピューターからハードウェアボードに送信するために必要です。ハードウェアとの間で信号を送受信するためにも必要です。
メモ
USB 3.0 をサポートするボードに USB 2.0 ケーブルを使用すると、ケーブルのデータスループットが低下します。
SD カードリーダーと 4 GB 以上の容量を持つ書き込み可能な SD カード - ホストマシンにカードリーダーが内蔵されていない場合は、外付け USB SD カードリーダーを使用します。
サポートされているハードウェア – サポートされているハードウェアボードが必要です。サポートされているボードとインターフェースのリストについては、FPGA検証でサポートされるFPGAデバイスを参照してください。後の手順でプロンプトが表示されるまで、デバイスを接続したり電源を入れたりしないでください。
電源アダプタ - このケーブルはハードウェアをホストに接続します。

ホストコンピュータのSDカードにイメージをコピーする

ハードウェアボードと互換性のある SD カードイメージファイルを SD カードドライブパスにコピーします。この SD カードイメージはサポートパッケージに含まれています。イメージには、ハードウェアボードを I/O 周辺機器として使用するために必要な組み込みソフトウェアと FPGA プログラミングファイルが含まれています。必要なイメージが入った SD カードをすでにコピーしている場合は、この手順をスキップしてください。

4 GB 以上の SD カードをホストコンピューターのカードリーダーに挿入します。カードは FAT32 形式である必要があります。
メモ
ファームウェアイメージをカードにダウンロードする前に、SD カードのロックを解除します。カードがボードカードリーダー内にある間は、カードをロック解除したままにしてください。
copyImageToHostSDCardPath 関数を使用して、ボード固有の SD カードイメージファイルをホストコンピューターの指定された SD カードドライブの場所にコピーします。SD カードのイメージファイルには、ブートローダーとサポートされているオペレーティングシステムの情報が含まれています。この関数は、ターゲットハードウェアボード上の AXI マネージャーホストコマンドを処理するためのサーバーデーモンもコピーします。
Hardware Setup ツールを使用してハードウェアボードをセットアップする場合、この手順は自動化されます。ドライブを選択してファームウェアをロードするを参照してください。
この例では、ZCU102 ボードのホストコンピューター上の G: ドライブの場所にデフォルトの SD カードイメージをコピーします。ハードウェアボード上の USB イーサネットガジェットの IP アドレスを、ドット区切りの 4 桁の形式で指定し、その後に usb0/ を付けます。この例では、ZCU102 ボード上の USB イーサネットガジェットの IP アドレスを 192.168.3.2 に設定します。
```
copyImageToHostSDCardPath('ZCU102','G:', ...
'DeviceAddress','usb0/192.168.3.2');
```

ハードウェアボードの SD カードイメージを更新する (オプション)

ホストコンピュータのSDカードにイメージをコピーするのプロセスを使用して SD カードのイメージファイルをすでにコピーしている場合は、この手順をスキップしてください。

loadImageToTargetSDCardPath 関数を使用して、ハードウェアボード上の SD カードイメージを更新します。この手順を続行する前に、SD カードがターゲットハードウェアボードの SD カードの場所に挿入されていること、およびホストコンピューターとターゲットハードウェアボードの間にイーサネット接続が確立されていることを確認してください。この機能は、処理システム (PS) イーサネット接続を使用して SD カードのイメージファイルを読み込みます。

loadImageToTargetSDCardPath 関数は、ハードウェアボード上の既存のボード固有の SD カードイメージファイルを更新します。SD カードが更新されるまで、少なくとも 20 秒待つ必要がある場合があります。

この例では、デフォルトの PS Ethernet IP アドレス 192.168.0.2 を持つ ZCU102 ボードのターゲットハードウェアボードの SD カードの場所にデフォルトの SD カードイメージをコピーします。ハードウェアボード上の USB イーサネットガジェットの IP アドレスを、ドット区切りの 4 桁の形式で指定し、その後に usb0/ を付けます。この例では、ZCU102 ボード上の USB イーサネットガジェットの IP アドレスを 192.168.3.2 に設定します。

loadImageToTargetSDCardPath('ZCU102', ...
'DeviceAddress','usb0/192.168.3.2');

この例では、PS Ethernet IP アドレス 192.168.5.2 を持つ ZCU102 ボードのデフォルトの SD カードイメージをターゲットハードウェアボードの SD カードの場所にコピーします。この例では、ハードウェアボード上の USB イーサネットガジェットの IP アドレスを 192.168.3.2 に設定します。

loadImageToTargetSDCardPath('ZCU102', ...
'DeviceAddress',{'192.168.5.2','usb0/192.168.3.2'});

ジャンパースイッチの設定

ハードウェアボード上のジャンパーを設定して、USB ケーブルを周辺機器モードで構成します。ボードの電源がオフになっていることを確認してください。ジャンパー設定はボードごとに異なります。設定の詳細については、ボードのドキュメントを参照してください。

たとえば、ZCU102 ボードの場合は次のジャンパー設定を設定します。

ZCU102のジャンパーを設定する

SW6 およびその他のジャンパーをこの表の値に設定します。SW6 ジャンパー設定により、ボードが SD カードから起動するようになります。

SW6 スイッチ	SW6 スイッチ位置
1	上
2	下
3	下
4	下

SW6 switch positions on the ZCU102 board

J7、J113、J110、J109 ジャンパーをこの表の値に設定します。これらの設定により、ハードウェアボードが USB イーサネットインターフェイスを介してホストコンピューターと通信できるようになります。

ジャンパー	ジャンパーポジション
J7	オフ
J113	1-2
J110	1-2
J109	ジャンパーなし

Jumper positions on the ZCU102 board to configure the USB in peripheral mode

サポートされている他のボードのジャンパー設定については、ジャンパーを設定するを参照してください。

ホストコンピュータでUSBを構成する

ホストコンピューターをハードウェアボードと通信できるように構成する必要があります。ターゲットハードウェアボードで SD カードを起動すると、ボードはホストコンピューター上で MathWorks^® USB Ethernet または RNDIS ガジェットとして表示されます。

Hardware Setup ツールを使用する場合は、ハードウェアボードに接続する USB イーサネットまたは RNDIS ガジェットを選択します。ホストコンピュータでUSBを構成するを参照してください。USB イーサネットガジェットをすでに構成している場合は、この手順をスキップしてください。

メモ

ガイド付きセットアップは、Windows オペレーティングシステム上の USB 構成のみをサポートします。Linux^® オペレーティングシステムの場合、USB イーサネットガジェットを手動で構成する必要があります。

デフォルトでは、ホストコンピュータ上の RNDIS ガジェットは、ハードウェアボード上で実行されている動的ホスト構成プロトコル (DHCP) サービスから IP アドレスを取得します。ホストコンピューターを手動で構成するには、特定のオペレーティングシステムの手順に従います。

Windows を設定する

Windows 7 以降の場合は、次の手順に従ってください。

Start メニューから、Control Panel をクリックします。
View by を Category に設定します。
Network and Internetをクリックします。
Network and Sharing Centerをクリックします。
左側のペインで、Change adapter settings をクリックします。
ハードウェアボードに接続されている USB イーサネット接続を右クリックし、Properties を選択します。
[プロパティ] ダイアログボックスの [Networking] タブで、[Internet Protocol Version 4 (TCP/IPv4)] 以外のすべてのオプションをオフにします。その他のサービス、特にウイルス対策ソフトウェアは、ハードウェアボードとの断続的な接続の問題を引き起こす可能性があります。
Internet Protocol Version 4 (TCP/IPv4)をダブルクリックします。
General タブで、Use the following IP address を選択します。
ハードウェアボードのデフォルトの IP アドレスは 192.168.1.2 です。ホストネットワーク接続は、ハードウェアボードと同じサブネット上にある必要があります。この要件を満たすには、互換性のある IP アドレスをホストネットワーク接続に割り当てる必要があります。ホストネットワーク IP アドレスを 192.168.1.x に設定します。ここで、x は 1 または [3, 255] の範囲の整数です。
IP アドレスフィールドの最初の 3 オクテットが 192.168.1 でない場合、ハードウェアボードは別のサブネット上にあります。IP アドレスに同じサブネット番号を入力します。
サブネットマスクはデフォルト値の 255.255.255.0 のままにしておきます。
[OK] をクリックします。

Linux を設定する

ホスト USB イーサネットインターフェイスに静的 IP アドレスを設定します。この構成により、ハードウェアボードとの通信が可能になります。ハードウェアボードのデフォルトの IP アドレスは 192.168.1.2 です。ホストネットワーク接続は、ハードウェアボードと同じサブネット上にある必要があります。この要件を満たすには、ホストネットワーク接続に互換性のある IP アドレスを割り当てる必要があります。

ホストネットワーク IP アドレスを 192.168.1.x に設定します。ここで、x は 1 または [3, 255] の範囲の整数です。この値は、ifconfig コマンドを使用して設定します。たとえば、シェルにこのコマンドを入力します。
```
% sudo ifconfig usbZ 192.168.1.4 netmask 255.255.255.0 
```
この構文では、usbZ はホスト USB ポートの名前です (通常は usb0、usb1 など)。sudo コマンドを使用するには、パスワードを入力する必要がある場合があります。
シェルにこのコマンドを入力して変更を確認します。
```
% ifconfig usbZ
```
usbZ は、前の手順で設定したホスト USB ポートの名前です。

ビットストリームファイルをハードウェアボードにロードする

loadBitstream 関数は、ターゲットハードウェアボードにロードする新しい FPGA デザインがある場合にのみ使用してください。それ以外の場合は、この手順をスキップしてください。

この関数は、カスタム FPGA ビットストリームファイルとそれに対応するデバイスツリー BLOB (DTB) ファイルをターゲットハードウェアボードにロードします。ターゲットハードウェアボードに変更が反映されるまで、少なくとも 20 秒待つ必要がある場合があります。

この例では、カスタム FPGA ビットストリームとそれに対応する DTB ファイルを、デフォルト値とは異なる USB イーサネット IP アドレスを持つ ZCU102 ボードにロードします。

loadBitstream('ZCU102','design.bit', ...
'devicetree.dtb', ...
'DeviceAddress','192.168.3.2');

プログラムがハードウェアボード上で実行されているときは、ボードと通信できます。

MATLAB からボードにアクセスするには、aximanager オブジェクトを作成し、readmemory および writememory オブジェクト関数を使用して、ボード上のメモリマップされた場所を読み書きします。

Simulink からボードにアクセスするには、Simulink モデルを作成し、それに AXI Manager Write と AXI Manager Read を含めます。ボード上のメモリマップされた場所を読み書きするようにブロックを構成します。詳細については、Simulink を使用して FPGA の場所にアクセスするを参照してください。