在Rocket Chip上添加对外设的支持（以uart、蓝牙为例）

注：该实例基于master分支，是master分支的补充，在pynq开发板上实现，使用其他开发板需要额外修改xdc文件

一、给Rocket Chip添加uart外设

1、修改Rocket Chip，以增加其对MMIO（Memory-mapped I/O）的支持

修改文件$REPO/common/src/main/scala/Top.scala。修改后的文件为Top.scala，修改过的地方均有modified标识。

2、修改工程顶层verilog文件，增加MMIO接口和uart接口的连接

修改文件$REPO/common/rocketchip_wrapper.v。修改后的文件为rocketchip_wrapper.v，修改过的地方均有modified标识。

3、修改xdc约束文件

修改文件$REPO/pynq-z2/src/constrs/base.xdc。在末尾加入如下两行代码映射uart接口即可。

set_property -dict { PACKAGE_PIN Y16   IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { uart_out }]; #IO_L7P_T1_34 Sch=ja_p[2]
set_property -dict { PACKAGE_PIN Y17   IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { uart_in }]; #IO_L7N_T1_34 Sch=ja_n[2]

修改后的文件为base.xdc

4、生成vivado工程

参考master分支的README.md，生成并打开vivado工程。

5、修改block design

1）打开vivado工程后，在Sourses面板点击rocketchip_wrapper左边的加号，然后再双击system_i打开block design面板。在最左边找到S_AXI端口，点击选中，然后再按ctrl+c、ctrl+v，这样就复制出一个同样的端口S_AXI1，点击选中这个S_AXI1，找到左边External Interface Properties面板，把Name改为MMIO_S_AXI，Clock Port选择ext_clk_in；选中最左侧的ext_clk_in端口，找到左边External Port Properties面板，将Frequency（Mhz）修改为50。

2）在右侧电路图面板空白处点击右键，再点击Add IP...，然后输入axi interconnect，然后双击出现的搜索结果把axi interconnect放入电路图中，然后双击新出现的axi_interconnect_2，将Number of Master Interface改为1，然后点击OK。

3）在右侧电路图面板空白处点击右键，再点击Add IP...，然后输入axi uartlite，然后双击出现的搜索结果把axi uartlite放入电路图中，然后双击新出现的axi_uartlite_0，将Baud Rate改为115200，然后点击OK。

4）在右侧电路图面板空白处点击右键，再点击Create Port...，Port name为uart_in，Direction为Input，Type为Other，点击OK。

5）在右侧电路图面板空白处点击右键，再点击Create Port...，Port name为uart_out，Direction为Output，Type为Other，点击OK。

6）按照如图方式接好电路图(注意：uart_lite_0右侧的UART端口右边有个加号，需要点一下加号展开再进行连线)。

7）点击上面的Address Editor，按照如图配置地址。

8）最后，点击左下角的Generate Bitstream生成比特流文件。

之后的步骤请参考master分支的README.md，生成好boot.bin就可以了。

二、使用蓝牙模块实现与主机的通信

1）蓝牙模块配置及测试过程请参考：HC-05蓝牙模块初始化及测试。

2）pynq-z2与蓝牙模块的连接，直接插到板子右侧中间相应位置即可（如图所示）：

3）获取riscv-pk源码，linux系统下执行：

$ git clone https://github.com/riscv/riscv-pk.git

4）修改riscv-pk与uart相关的代码：

riscv-pk/machine/uart.c中的uart_putchar函数替换为如下函数：

void uart_putchar(uint8_t ch)
{
    volatile uint32_t *status = (void*)(uintptr_t)0x60000008;
    volatile uint32_t *tx = (void*)(uintptr_t)0x60000004;
    while (*status & 0x00000008); 
    *tx = ch;
}

riscv-pk/machine/uart.c中的uart_getchar函数替换为如下函数：

int uart_getchar()
{
  volatile uint32_t *rx = (void*)(uintptr_t)0x60000000;
  volatile uint32_t *status = (void*)(uintptr_t)0x60000008;
  while (!(*status & 0x00000001)); 
  int32_t ch = *rx;
  return ch;
}

riscv-pk/machine/minit.c的197和198行之间加入如下代码：

  uart_putchar('h');
  uart_putchar('e');
  uart_putchar('l');
  uart_putchar('l');
  uart_putchar('o');
  uart_putchar('!');

然后按照riscv-pk的方法编译riscv-pk即可（最后的make install命令不需要执行），编译好的elf文件位于riscv-pk/build/pk。然后我们将它重命名为pk-uart，将它放到uramdisk.image.gz（arm linux的文件系统，具体方法详见README末尾）里面的/home/root/目录下，然后将uramdisk.image.gz放到sd卡中替换掉原文件即可。

注：如果riscv-pk编译遇到错误，请安装最新版本的riscv工具链，并修改相应环境变量，方法详见riscv-gnu-toolchain。

5）所有准备工作已经完成，此时只需要把SD卡插入pynq-z2开发板，用网线连接开发板和电脑，打开开发板电源，用手机连接上蓝牙模块，手机打开蓝牙串口助手app，连接HC-05，启动：

$ ssh root@192.168.1.5
root@zynq:~# ./fesvr-zynq pk-uart hello
hello!

此时手机上的蓝牙串口助手app也会收到hello!