原创 【博客大赛】【小梅哥FPGA】使用DS-5编写和调试SoC的Linux应用程序 ...

对于Intel Cyclone V SoC FPGA用户，如果仅仅开发应用程序，也可以在 Windows 环境下完成。Intel针对其自家的SoC FPGA芯片提供了定制的DS-5软件，该软件为ARM公司针对其自家芯片研发，功能强大，尤其是其自带的编译器，编译出来的ARM可执行文件运行起来有更高的效率。软件不仅支持ARM裸机程序开发和调试，也支持Linux应用程序开发和调试。不过其自带的编译器和调试器是收费的，需要获得相应的License才能够使用。但同时该软件也集成了有Linaro公司针对Cyclone V SoC FPGA验证通过的专用GCC编译工具，名字叫gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf，使用该工具编译和调试Linux应用程序无需获取License。

本节将介绍如何使用Intel版的DS-5软件，创建和编译，并调试一个最简单的Linux应用程序。

从开始菜单栏中找到ARM DS-5 v5.27.1目录，选择Eclipse for DS-5 v5.27.1打开。

第一次启动会要求设置 workspace，如图下图所示，如果不希望每次都出现该提示框，可勾选界面中的复选框。

这里选择一个靠谱的位置作为工作空间路径，例如我们在编写资料时，选择的D:\fpga\ac620_soc\demo_debug\firmware。

点击 OK，进入 Eclipse 的欢迎界面，如图 10.105 所示

点击Welcome to DS-5页面的小叉即可关闭欢迎页面，进入软件的主界面。

如果我们没有为DS-5软件添加License，那么软件每次次启动会默认弹出下列对话框，由于仅仅开发Linux应用程序无需License，因此直接关闭该窗口即可。

说明：勾选上界面中的复选框之后，下次打开DS-5，软件会直接进入主界面，不会再弹出路径选择对话框，如果以后我们希望切换路径，可以在软件打开之后，依次点击菜单栏中的File—> Switch Workspace->other来重新打开这个窗口

点击主界面 FileàNewàC Project，如图 10.107 所示，选择创建 C 工程。

在弹出的工程创建界面，设置工程名称为“ hello”，工程类型为“ Empty Project”， Toolchain选择使用“GCC 4.x[arm-linux-gnueabihf](DS-5 built in)”，如下图所示。

设置好后，点击 Next，在下图所示的配置界面选中“ Debug”和“ Release”两个编译目标。

然后点击 Finish 按钮，完成工程创建，得到一个空工程，接下来将添加一个 C 程序文件到该工程，并编写 C 代码。点击 FileàNewàSource File，选择创建源文件，如下图所示。

在 Source File 界面，设置文件名为“main.c”，使用默认 C 模板，如下图所示：

点击 Finish，得到添加了main.c 的工程，如下图所示。

此时，main.c文件还是空的，在main.c 中添加如下代码并保存:

#include

int main (int argc, char *argv[])

{

    printf("hello world\n");

    return 0;

}

添加了 C 代码的工程如下图所示。

代码编写完成后，就可以进行编译了，这里的编译实质是交叉编译，即编译得到能够在ARM平台上运行的Linux应用程序。编译的操作非常简单，按下键盘组合键Ctrl+B即可执行编译。

编译完成后左侧工程向导里会生成两个文件夹，分别为Binaries和Debug，Binaries文件夹下存放的是编译生成的2进制可执行文件，Debug下包含的是生成结果，即通过编译生成了哪些文件，包括2进制可执行文件、makefile和一些编译过程中间文件。对我们来说，当前关心和需要的是2进制可执行文件，即hello。

在 Windows 下用 Eclipse 调试应用程序，部署的目标板须能提供通过远程将可执行文件传输到目标板的功能，如 SSH、 FTP 等。这里以 SSH 为例进行介绍。

在 Eclipse 主界面，点击FileàNewàOther，在如下图所示的窗口选择建立“ Remote System Explorer”，选择 Connection 后点击 Next。

在下图所示的界面中，选择“ SSH Only”，选择建立 SSH 连接。

出现如下图所示的 SSH 连接设置界面，在 Host name 栏填写目标板的IP地址，如192.168.90.199， Connection name 栏会自动填写为目标板 IP 地址，也可以修改，点击 Finish完成设置。

建立完成，依然是 C/C++程序界面视图。点击 WindowàPerspectiveàOpen PerspectiveàOther，如下图所示。

在如下图所示的界面中选择“ Remote System Explorer”，然后点击 OK。

Eclipse将会切换到远程系统视图，如下图所示，可以看到连接名称为“192.168.90.199”的远程系统。

右键单击连接名称，选择 Connect，出现 SSH 连接登录设置界面，在其中填写登录名和密码，如下图所示。为了方便以后连接，可选择保存密码。

选择保存密码可能会出现如图 10.122 所示的安全提示，点击 No 不填写额外信息。

如果 Eclipse 是第一次进行 SSH 连接，可能会出现如下图所示的警告，点击 Yes并进行操作即可。

SSH 连接成功后的界面如下图所示，可以看到连接上出现了绿色的标记，表明连接已经建立。

右键单击连接的“ Ssh Terminals”，选择“ Launch Terminal”，如下图所示，选择打开一个远程终端。

在 Eclipse 界面右下方，将出现一个远程终端，在其中可以输入 Linux 命令进行操作，如下图所示。

点击右上角监视窗口的 C/C++标签，切换到 C/C++视图，如下图所示。右键点击 hello 工程 Binaries下的“ hello – [arm/le]”，选择 Copy，复制 hello 文件。

在点击监视窗口的“ Remote System Explorer”标签，切换到远程系统视图，点击展开“ /root”，找到 opt 文件夹，在右键菜单选择 Paste，将已复制的 hello 文件粘贴到目标系统的“ /opt”目录下。

然后在 Terminal 窗口，进入“ /opt”目录，用 chmod 命令为 hello 文件增加可执行权限，操作完成的结果如下图所示。

通过上述操作，我们已经完成了一个最简单的Linux应用程序的创建、编译和安装到目标板上，接下来就可以在目标板上执行了，执行的方法非常简单，只需要接着在 Terminal 窗口，输入下述命令即可执行该应用程序。

操作完成的结果如下图所示。

注意，该命令需要在可执行文件所在目录输入才能执行。否则请先使用cd命令将路径切换到opt目录下。

打开 RunàDebug Configrations，在调试配置界面，双击“ C/C++ Application”栏，将会生成“ hello Debug”调试目标，如下图所示。

点击 Debugger 选项卡，设置 Debugger 为gdbserver，并在GDB Debugger中浏览到交叉编译器目录下的arm-linux-gnueabihf-gdb.exe，并设置 GDB command set 为 Standard，如下图所示。

特别说明：DS-5软件的安装包下默认提供了一系列arm-linux-gnueabihf工具，包括gcc编译工具，但是不知出于什么目的，偏偏将arm-linux-gnueabihf-gdb.exe这个工具给去除了，导致软件默认安装完成后，D:\intelFPGA\17.1\embedded\ds-5\sw\gcc\bin\目录下是没有这个程序的，为了实现对应用程序的调试，我们选择手动设置调试工具。具体方法为将我们提供的arm-linux-gnueabihf-gdb.exe文件拷贝到D:\intelFPGA\17.1\embedded\ds-5\sw\gcc\bin\目录下，然后就可以使用了。

点击 Debugger Options 的 Connection 选项卡，设置连接类型为 TCP，在 Host name 栏填写目标板的 IP 地址，在 Port number 栏设置 TCP 连接端口号，如下图所示：

设置完毕后，点击 Apply 按钮，使设置生效，然后点击 Close 关闭窗口

在 Eclipse 主界面，点击监视窗口的 Remote System Explorer，切换到远程系统视图，在终端输入下列命令启动 gdbserver：

注意 TCP 连接端口必须与 Eclipse 所设定的一致。实际操作截图如下图所示

点击 RunàDebug，开始 GDB 远程连接，出现如下图所示窗口，点击 Yes 即可。

最终进入如下图所示的调试界面。

点击 RunàStep Over，或者直接点击Step Over图标，单步运行程序，切换到远程系统视图，可以看到终端输出字符串“ hello world”，如下图所示。

调试完毕，点击 RunàTerminate，或终止的快捷图标以停止调试。