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Zynq 实战 16｜PYNQ 框架：Jupyter 里 Python 控 PL

この記事は中国語で書かれ、Google 翻訳で自動翻訳されています。
中国語の原文を見る →

Zynq 实战 16｜PYNQ 框架：Jupyter 里 Python 控 PL

这是《Zynq FPGA 嵌入式系统设计实战》系列的第 16 篇。 板子：Pynq-Z2（XC7Z020）。工具链：Vivado / Vitis / PetaLinux 2023.2。 上一篇：《Zynq 实战 15｜Vitis HLS：用 C 写硬件 IP 的正确姿势》

0. 这一篇要解决什么问题

第 06 篇做了 PWM IP，第 12 篇做了 AXI DMA，之前的驱动都是 C 或 PetaLinux 内核驱动。这一篇换个思路：用 PYNQ 框架，在 Jupyter Notebook 里用 Python 直接操控 PL。

PYNQ 的核心卖点：把 FPGA 配置（bitstream）和 Python API 打包成一个 Overlay，用 3 行代码加载 PL，再用 mmio.write(offset, value) 写寄存器。对于快速原型、教学演示、算法验证场景，比写 Linux 驱动快 10 倍。

本篇覆盖：

  • PYNQ v3.0 SD 卡镜像烧录、WiFi 连接、Jupyter 访问
  • Overlay 三件套（.bit + .hwh + .tcl）是什么、从哪来
  • 用 PYNQ API 控制第 06 篇 PWM IP + 第 12 篇 AXI DMA
  • 自己从 Vivado 工程生成 Overlay（不依赖官方预装的 overlay）
  • PYNQ vs 原生 PetaLinux：什么时候该用哪个

本篇不覆盖 PYNQ 的 RFSoC 扩展和 Composable Pipeline——那是 UltraScale+ 的内容。

1. PYNQ v3.0 环境搭建

1.1 SD 卡镜像下载与烧录

PYNQ v3.0 是目前（2023 年底）Pynq-Z2 的最新稳定版，基于 Ubuntu 22.04 LTS，Python 3.10。

下载：

https://github.com/Xilinx/PYNQ/releases/tag/v3.0.0
→ pynq_z2_v3.0.0.img.zip（约 3.4 GB）

🚧 避坑：PYNQ 官网（pynq.io）的下载链接有时会 404 或者重定向到旧版本。直接去 GitHub Releases 页面下载最可靠。另外，v3.0.0 和 v2.x 的 API 有破坏性变更——from pynq import Overlay 的方式没变，但 allocate() 的行为和 DMA API 有调整。本篇全部基于 v3.0.0。

烧录（macOS/Linux）：

# 解压
unzip pynq_z2_v3.0.0.img.zip

# 找到 SD 卡设备（macOS 示例）
diskutil list
# 假设 SD 卡是 /dev/disk4

# 卸载（不是 eject）
diskutil unmountDisk /dev/disk4

# 烧录（约 10 分钟）
sudo dd if=pynq_z2_v3.0.0.img of=/dev/rdisk4 bs=4m status=progress

# 烧录完毕后 eject
diskutil eject /dev/disk4

Windows 用 Balena Etcher，流程一样，选镜像文件和目标设备。

1.2 首次启动与网络

Pynq-Z2 的启动模式拨码开关（JP4）：

  • SD 卡启动：SD（靠近 HDMI 那侧拨到 SD 位置）

用网线把 Pynq-Z2 的 ETH0 接到电脑或路由器，启动后约 60 秒：

# 固定 IP（网线直连电脑时）
http://192.168.2.99

# DHCP（接路由器时）
# 查 IP：路由器管理界面，或 nmap -sn 192.168.1.0/24 | grep pynq

默认密码：xilinx

WiFi 配置（可选）：

# SSH 登录
ssh xilinx@192.168.2.99

# 配置 WiFi
nmcli dev wifi connect "你的WiFi名" password "密码"
ip addr show wlan0
# 之后可以拔掉网线用 WiFi

1.3 Jupyter Notebook 访问

浏览器打开 http://192.168.2.99，输入密码 xilinx，进入 JupyterLab 界面。

默认目录结构：

/home/xilinx/jupyter_notebooks/
├── base/               ← 官方示例（GPIO、LED、DMA）
├── common/             ← 共享工具
└── pynq/               ← 你的工程目录

2. Overlay 概念：三件套是什么

PYNQ Overlay 三件套 → FPGA 配置 + Python API design.bit FPGA Bitstream PL 配置文件 Vivado → Generate Bitstream design.hwh Hardware Handoff IP 地址 / 参数 XML Export Hardware → .xsa 内含 design.tcl Block Design Tcl 脚本 可选，用于重建工程 File → Export → Block Design PYNQ Overlay 加载 ol = Overlay("design.bit") # .hwh 自动找同名文件 Python API 层 ol.pwm_ctrl_0 → MMIO | ol.axi_gpio_0 → AxiGPIO | ol.axi_dma_0 → DMA
图 1. PYNQ Overlay 三件套：bitstream 配置 PL，HWH 描述 IP 地址，PYNQ 自动映射到 Python 对象

三件套各自的作用：

文件内容必须？来源
design.bitFPGA 配置数据（二进制）✅ 必须Vivado Generate Bitstream
design.hwhIP 实例名/地址/参数的 XML 描述✅ 必须（PYNQ v2.5+）.xsa 解压出来
design.tclBlock Design 重建脚本可选Vivado File→Export→Block Design

PYNQ 如何用 HWH：Overlay("design.bit") 加载时，PYNQ 解析同名的 design.hwh，自动发现里面所有 IP 实例（名字、类型、地址），然后为每个 IP 构造对应的 Python 对象：

  • AXI GPIO → pynq.lib.AxiGPIO
  • AXI DMA → pynq.lib.dma.DMA
  • 未知 IP → pynq.MMIO（直接寄存器读写）

3. 加载官方 Base Overlay

PYNQ 镜像里预装了 base overlay，包含 Pynq-Z2 所有外设的 PL 配置。先用它验证环境：

# Notebook Cell 1 — 加载 base overlay
from pynq import Overlay
from pynq.lib import AxiGPIO
import time

# 加载 PL 配置（约 1 秒）
ol = Overlay('/home/xilinx/pynq/overlays/base/base.bit')
print("Overlay 加载成功")
print(ol.ip_dict.keys())  # 查看所有 IP 实例名

输出（节选）：

Overlay 加载成功
dict_keys(['axi_gpio_0', 'axi_gpio_1', 'axi_timer_0', 'axi_dma_0', ...])
# Notebook Cell 2 — 控制 4 个 LED（Pynq-Z2 板载）
# base overlay 里 LED 连接在 axi_gpio_0 的 channel 1

leds = ol.leds            # base overlay 里有预定义的快捷属性
# 等价写法：leds = AxiGPIO(ol.ip_dict['axi_gpio_0']).channel1

for i in range(4):
    leds[i].toggle()
    time.sleep(0.1)
    print(f"LED[{i}] 切换")

# 全亮
leds.write(0xf, 0xf)
time.sleep(0.5)
# 全灭
leds.write(0x0, 0xf)
print("LED 控制完成")

4. 用 MMIO 控制第 06 篇 PWM IP

如果你的 Vivado 工程里有第 06 篇的 PWM IP（基地址 0x43C00000），可以直接用 MMIO：

# Notebook Cell 3 — 用 MMIO 控制 PWM IP
# 不需要专属 Python class，直接读写寄存器

from pynq import MMIO

# PWM IP 寄存器映射（和第 06、11 篇一致）
PWM_BASE   = 0x43C00000
PWM_RANGE  = 0x10000    # 64KB

# 偏移定义
CTRL_OFF   = 0x00  # [0]=enable, [1]=reset
PERIOD_OFF = 0x04  # PWM 周期（100MHz 时钟周期数）
HIGH_OFF   = 0x08  # 高电平时长
STATUS_OFF = 0x0C  # [0]=busy, [1]=irq_pending

# 创建 MMIO 对象
pwm = MMIO(PWM_BASE, PWM_RANGE)

def pwm_set_duty(duty_pct, freq_hz=1000):
    """设置 PWM 占空比和频率
    
    Args:
        duty_pct: 占空比 0-100
        freq_hz:  频率（Hz），默认 1kHz
    """
    PL_CLK_HZ = 100_000_000  # FCLK_CLK0 = 100 MHz
    period = PL_CLK_HZ // freq_hz          # = 100000 for 1kHz
    high   = int(period * duty_pct / 100)
    
    pwm.write(CTRL_OFF, 0x00)    # 先停止（防止毛刺）
    pwm.write(PERIOD_OFF, period)
    pwm.write(HIGH_OFF, high)
    pwm.write(CTRL_OFF, 0x01)    # 启动
    
    print(f"PWM: {freq_hz}Hz, 占空比 {duty_pct}%, PERIOD={period}, HIGH={high}")

def pwm_read_status():
    ctrl   = pwm.read(CTRL_OFF)
    period = pwm.read(PERIOD_OFF)
    high   = pwm.read(HIGH_OFF)
    status = pwm.read(STATUS_OFF)
    duty   = high / period * 100 if period > 0 else 0
    print(f"CTRL=0x{ctrl:08x}  PERIOD={period}  HIGH={high}  STATUS=0x{status:08x}")
    print(f"实际占空比: {duty:.1f}%")
    return duty

# 测试：从 10% 增到 90%
print("=== PWM 占空比扫描 ===")
for d in [10, 25, 50, 75, 90]:
    pwm_set_duty(d)
    time.sleep(0.2)
    pwm_read_status()
    print()

# 停止
pwm.write(CTRL_OFF, 0x00)
print("PWM 已停止")

5. 完整 Notebook：LED 控制 + PWM 状态监控

# ============================================================
# zynq_pwm_led_demo.ipynb — Zynq 实战 16 演示 Notebook
# 依赖：PYNQ v3.0，自定义 overlay（含 PWM IP + AXI GPIO）
# ============================================================

# Cell 1: 导入 & 加载 overlay
# ─────────────────────────────────────────────────────────────
from pynq import Overlay, MMIO
from pynq.lib import AxiGPIO
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import time, ipywidgets as widgets
from IPython.display import display

# 加载你自定义的 overlay（见第 7 节如何生成）
# 如果先用 base overlay 测试，改成 '/home/xilinx/pynq/overlays/base/base.bit'
ol = Overlay('/home/xilinx/pynq/overlays/pwm_demo/pwm_demo.bit')
print("✅ Overlay 已加载")
print(f"包含 IP: {list(ol.ip_dict.keys())}")

# Cell 2: 初始化外设
# ─────────────────────────────────────────────────────────────
# LED（AXI GPIO）
gpio = AxiGPIO(ol.ip_dict['axi_gpio_0'])
leds = gpio.channel1   # channel1 = output（LED）
btns = gpio.channel2   # channel2 = input（按钮）

# PWM IP（MMIO 直接访问）
PWM_BASE = 0x43C00000
pwm = MMIO(PWM_BASE, 0x10000)

print("✅ GPIO & PWM 初始化完成")

# Cell 3: 交互式 PWM 控制 Widget
# ─────────────────────────────────────────────────────────────
duty_slider = widgets.IntSlider(
    value=50, min=0, max=100, step=1,
    description='占空比%:', style={'description_width': 'initial'}
)
freq_dropdown = widgets.Dropdown(
    options=[('100 Hz', 100), ('1 kHz', 1000), ('10 kHz', 10000)],
    value=1000,
    description='频率:'
)
start_btn  = widgets.Button(description='启动 PWM', button_style='success')
stop_btn   = widgets.Button(description='停止 PWM',  button_style='danger')
status_out = widgets.Output()

def on_start(_):
    d = duty_slider.value
    f = freq_dropdown.value
    PL_CLK = 100_000_000
    period = PL_CLK // f
    high   = period * d // 100
    pwm.write(0x00, 0)          # 停止
    pwm.write(0x04, period)
    pwm.write(0x08, high)
    pwm.write(0x00, 1)          # 启动
    with status_out:
        status_out.clear_output(wait=True)
        print(f"▶ 运行中: {f}Hz, {d}% 占空比")
        print(f"  PERIOD={period}, HIGH={high}")
    # LED 用占空比编码（高 2 位 → 4 颗 LED）
    led_val = int(d / 25)  # 0,1,2,3,4 → 0~4 颗 LED 亮
    leds.write(min(led_val, 0xF), 0xF)

def on_stop(_):
    pwm.write(0x00, 0)
    leds.write(0x0, 0xF)
    with status_out:
        status_out.clear_output(wait=True)
        print("⏹ PWM 已停止")

start_btn.on_click(on_start)
stop_btn.on_click(on_stop)

display(widgets.VBox([
    widgets.HBox([duty_slider, freq_dropdown]),
    widgets.HBox([start_btn, stop_btn]),
    status_out
]))

# Cell 4: 读取按钮状态
# ─────────────────────────────────────────────────────────────
print("按钮状态（按 Pynq-Z2 的 BTN0-3）:")
btn_val = btns.read()
for i in range(4):
    state = "按下" if (btn_val >> i) & 1 else "未按"
    print(f"  BTN{i}: {state}")

# Cell 5: 占空比扫描 + 实时绘图
# ─────────────────────────────────────────────────────────────
duties = list(range(0, 101, 5))
measured = []

for d in duties:
    pwm.write(0x00, 0)
    period = 100000
    high   = period * d // 100
    pwm.write(0x04, period)
    pwm.write(0x08, high)
    pwm.write(0x00, 1)
    time.sleep(0.05)
    # 回读验证
    rd_high = pwm.read(0x08)
    actual  = rd_high / period * 100
    measured.append(actual)

pwm.write(0x00, 0)

plt.figure(figsize=(8, 4))
plt.plot(duties, measured, 'o-', color='#3b82f6', label='实测占空比')
plt.plot(duties, duties,   '--', color='#94a3b8', label='理想值')
plt.xlabel('设定占空比 (%)')
plt.ylabel('实测占空比 (%)')
plt.title('PWM IP 占空比线性度（PYNQ MMIO 读回验证）')
plt.legend()
plt.grid(True, alpha=0.3)
plt.tight_layout()
plt.savefig('/home/xilinx/pwm_linearity.png', dpi=150)
plt.show()
print("图表已保存")

6. 用 pynq.lib.dma 做 AXI DMA 数据搬运

接第 12 篇的 AXI DMA 工程（MM2S + S2MM 通道）：

# Cell 6: AXI DMA 数据搬运演示
# ─────────────────────────────────────────────────────────────
# 依赖：overlay 里有 axi_dma_0，连接了 loopback（S2MM 接 MM2S）
# 或者接第 15 篇的 FIR IP

import pynq
from pynq import allocate
import numpy as np

# 获取 DMA 对象（PYNQ v3.0 API）
dma = ol.axi_dma_0

N = 1024  # 传输样本数

# allocate: 在 PS DDR 中分配 CMA（连续物理内存）buffer
# dtype=np.int16 对应 FIR IP 的 16-bit AXI Stream 数据
# PYNQ v3.0 里 allocate 返回 pynq.buffer.PynqBuffer，支持 numpy 操作

in_buf  = allocate(shape=(N,), dtype=np.int16, cacheable=False)
out_buf = allocate(shape=(N,), dtype=np.int16, cacheable=False)

# 生成测试数据：100Hz 正弦波（Q2.13 定点，8192 = 1.0）
FS = 48000
t  = np.arange(N) / FS
sig = 0.4 * np.sin(2 * np.pi * 100 * t) + 0.4 * np.sin(2 * np.pi * 20000 * t)
in_buf[:] = np.clip(sig * 8192, -8192, 8191).astype(np.int16)

print(f"输入 buffer: {N} 样本, 物理地址 = 0x{in_buf.physical_address:08x}")
print(f"输出 buffer: {N} 样本, 物理地址 = 0x{out_buf.physical_address:08x}")

# 启动 DMA 传输（S2MM 先 start，等待接收数据）
t_start = time.perf_counter()

# sendchannel: MM2S（PS DDR → PL）
# recvchannel: S2MM（PL → PS DDR）
dma.recvchannel.transfer(out_buf)
dma.sendchannel.transfer(in_buf)

# 等待两个通道都完成
dma.sendchannel.wait()
dma.recvchannel.wait()

t_end = time.perf_counter()
elapsed_ms = (t_end - t_start) * 1000

# 计算吞吐量
bytes_transferred = N * 2 * 2  # 双向，每样本 2 字节
throughput_mb = bytes_transferred / (t_end - t_start) / 1e6
print(f"\nDMA 传输完成")
print(f"  耗时: {elapsed_ms:.2f} ms")
print(f"  吞吐: {throughput_mb:.1f} MB/s（双向）")
print(f"  输出前 8 样本: {out_buf[:8]}")

# 如果接 FIR IP，验证滤波效果
input_rms  = np.sqrt(np.mean(in_buf.astype(float) ** 2))
output_rms = np.sqrt(np.mean(out_buf.astype(float) ** 2))
print(f"\n输入 RMS: {input_rms:.1f} LSB")
print(f"输出 RMS: {output_rms:.1f} LSB（低通滤波后 20kHz 分量被衰减）")

# 释放 CMA buffer
in_buf.freebuffer()
out_buf.freebuffer()
print("Buffer 已释放")

实测数字（PYNQ v3.0, Pynq-Z2, N=1024 int16）：

指标数值
单次 DMA 传输（1024×2B MM2S+S2MM）1.3 ms
等效吞吐（双向）~3.1 MB/s
AXI HP 理论带宽1200 MB/s

🚧 避坑：PYNQ v3.0 的 allocate() 默认 cacheable=False，即 buffer 是非缓存映射（等价于第 11 篇讲的 pgprot_noncached）。不要设成 cacheable=True——那样 Python 侧的写操作会停在 CPU cache 里，DMA 从物理地址读到的是旧数据。这是 PYNQ 初学者最常见的数据不一致问题。

7. 从自己的 Vivado 工程生成 PYNQ Overlay

官方预装的 base overlay 功能固定。要控制你自己设计的 IP，需要生成自己的 overlay。

7.1 Vivado 工程准备

确保你的 Block Design 包含：

  • processing_system7_0（配置好 FCLK_CLK0 = 100 MHz）
  • 你的自定义 IP（比如第 06 篇 PWM IP + 第 15 篇 FIR IP）
  • AXI Interconnect / SmartConnect 连接好
  • 地址已在 Address Editor 分配

7.2 生成 Bitstream

Flow Navigator → Generate Bitstream（Vivado 2023.2）

完成后（约 5-10 分钟），bitstream 在：

<vivado-project>/<project-name>.runs/impl_1/<top_name>.bit

7.3 导出 Hardware（获取 .hwh）

Vivado → File → Export → Export Hardware
Include bitstream: ✅ 勾选
Output file: pwm_demo.xsa

.xsa 是一个 zip 包，里面包含 .hwh 文件：

# 解压 .xsa 获取 .hwh
cp pwm_demo.xsa /tmp/pwm_demo.zip
cd /tmp && unzip pwm_demo.zip
ls *.hwh
# → pwm_demo.hwh（或类似名字，看 Block Design 顶层名）

🚧 避坑：.hwh 文件名必须和 .bit 文件名完全一致（除了后缀）。如果 .bit 叫 pwm_demo.bit，那 .hwh 必须叫 pwm_demo.hwh。PYNQ 在 Overlay("pwm_demo.bit") 时会自动查找同目录下的 pwm_demo.hwh，文件名不匹配则报错 FileNotFoundError: hwh file not found。

7.4 传到板子并加载

# 在开发机上
scp pwm_demo.bit xilinx@192.168.2.99:/home/xilinx/pynq/overlays/pwm_demo/
scp pwm_demo.hwh xilinx@192.168.2.99:/home/xilinx/pynq/overlays/pwm_demo/
# Jupyter Notebook
from pynq import Overlay
ol = Overlay('/home/xilinx/pynq/overlays/pwm_demo/pwm_demo.bit')

# 查看 PYNQ 自动识别的 IP
print(ol.ip_dict)
# 输出类似：
# {'pwm_ctrl_0': {'phys_addr': 0x43c00000, 'addr_range': 65536, ...},
#  'fir5_filter_0': {'phys_addr': 0x43c10000, ...}}

# 直接访问自定义 IP（未知 IP 类型 → 自动用 MMIO 包装）
pwm = ol.pwm_ctrl_0
print(type(pwm))  # <class 'pynq.mmio.MMIO'>
pwm.write(0x04, 100000)  # 写 PERIOD 寄存器

7.5 为自定义 IP 写 Python Driver（可选）

PYNQ 允许你为自定义 IP 绑定 Python 类：

# pwm_driver.py — 放到 overlay 同目录下，或加入 PYTHONPATH
from pynq import DefaultIP

class PwmDriver(DefaultIP):
    """Pynq-Z2 自定义 PWM IP 的 Python 驱动"""
    
    bindto = ['kaiyo:hls:pwm_ctrl:1.0']  # 必须和 IP component.xml 里的 VLNV 一致
    
    PL_CLK_HZ = 100_000_000
    CTRL_OFF   = 0x00
    PERIOD_OFF = 0x04
    HIGH_OFF   = 0x08
    STATUS_OFF = 0x0C
    
    def __init__(self, description):
        super().__init__(description)
    
    def start(self):
        self.write(self.CTRL_OFF, 0x01)
    
    def stop(self):
        self.write(self.CTRL_OFF, 0x00)
    
    def set_duty(self, duty_pct, freq_hz=1000):
        """设置占空比（0-100）和频率（Hz）"""
        period = self.PL_CLK_HZ // freq_hz
        high   = period * duty_pct // 100
        self.stop()
        self.write(self.PERIOD_OFF, period)
        self.write(self.HIGH_OFF, high)
        self.start()
        return period, high
    
    @property
    def duty_pct(self):
        period = self.read(self.PERIOD_OFF)
        high   = self.read(self.HIGH_OFF)
        return high / period * 100 if period > 0 else 0
    
    @property
    def is_running(self):
        return bool(self.read(self.CTRL_OFF) & 0x01)

加载后，ol.pwm_ctrl_0 会自动变成 PwmDriver 实例：

from pwm_driver import PwmDriver  # 或加入 overlay 目录的 __init__.py
ol = Overlay('pwm_demo.bit')

pwm = ol.pwm_ctrl_0   # 现在是 PwmDriver 实例
pwm.set_duty(75, freq_hz=1000)
print(f"当前占空比: {pwm.duty_pct:.1f}%")
print(f"运行中: {pwm.is_running}")

8. PYNQ vs 原生 PetaLinux：取舍判断

这是一个值得认真回答的问题，不是 “PYNQ 更简单所以都用 PYNQ”。

PYNQ 的真实代价

项目PYNQ v3.0原生 PetaLinux 2023.2
镜像大小3.4 GB（SD 卡）~500 MB
启动时间~75 秒（Ubuntu 完整启动）~20 秒（精简 rootfs）
DDR 占用（空闲）~420 MB（Ubuntu + Jupyter）~80 MB
Python 调用 MMIO 延迟~15 μs/次（含 Python 解释开销）~1 μs（C 直接 mmap）
中断处理延迟不适合（Python GIL 问题）适合（内核驱动 ISR μs 级）

用 PYNQ 的场景

  • 算法快速原型：新 IP 验证，从 HLS 导出到 Python 控制只需 30 分钟
  • 教学演示：Jupyter Notebook 结合图表，展示效果直观
  • 数据科学 + FPGA：numpy/pandas 处理 DMA 数据，快速分析
  • 竞赛/黑客松：要在几小时内出演示，PYNQ 是正确选择

用原生 PetaLinux 的场景

  • 商业产品：发货的产品固件，不应该带 Jupyter 服务
  • 实时性要求：中断延迟 <10 μs，调度抖动敏感
  • 资源受限：DDR 只有 256 MB，装不下 PYNQ
  • 安全合规：Ubuntu 的 attack surface 太大，产品需要最小化 rootfs
  • 多核/AMP 场景：第 18 篇 OpenAMP，需要精确控制核心分配

🚧 避坑：有人把 PYNQ 直接用在量产产品里，然后遇到 Ubuntu 22.04 的安全更新破坏了 PYNQ 的 Python 包依赖，导致 Overlay 加载失败。PYNQ 的依赖链（Ubuntu + Python 包）更新频率远高于 Xilinx BSP，量产版本锁死依赖版本很麻烦。PYNQ 是开发工具，不是产品平台。

9. 本篇你应该带走的判断

  • 能独立烧录 PYNQ v3.0 SD 卡，访问 Jupyter Notebook
  • 理解 Overlay 三件套（.bit/.hwh/.tcl）各自的作用
  • 知道 .hwh 从 Vivado Export Hardware 的 .xsa 解压得到
  • 能用 MMIO 读写自定义 IP 寄存器，用 AxiGPIO 控制 GPIO
  • 知道 allocate(cacheable=False) 和 DMA 一致性的关系
  • 能判断自己的项目该用 PYNQ 还是原生 PetaLinux

10. 下一篇预告

下一篇 《Zynq 实战 17｜lwIP + 千兆以太网：一个能用的 HTTP Server》，我们会：

  • 在裸机（Vitis 无 OS）下用 lwIP 2.1.x 写一个 HTTP Server
  • 返回板子状态 JSON（温度、PWM 占空比、运行时间）
  • 测试 PS GEM0（千兆 PHY RTL8211E）的实际吞吐：940 Mbps RX / 880 Mbps TX
  • 踩透 PHY reset 时序、MIO 配置、jumbo frame 的坑

参考资料

文档号名称用途
PYNQ DocsPYNQ v3.0.0 DocumentationOverlay/MMIO/DMA API 完整参考
UG1144PetaLinux Tools Reference Guide 2023.2对比 PYNQ 和 PetaLinux 工作流
UG994Vivado Design Suite User Guide: Designing IP SubsystemsBlock Design → Export Hardware → .xsa 流程
PG021AXI GPIO Product GuideAxiGPIO IP 寄存器映射，与 PYNQ AxiGPIO API 对照
PG021AXI DMA Product Guide (PG021)DMA MM2S/S2MM 通道控制，对应 pynq.lib.dma
GitHubXilinx/PYNQ releasesv3.0.0 镜像下载，API 变更说明

这是《Zynq FPGA 嵌入式系统设计实战》系列第 16 篇。 如果你在 Overlay 加载失败（hwh 找不到）或 DMA 数据不一致上踩了坑，欢迎留言描述症状——尤其说明 PYNQ 版本和 Vivado 版本，这两个版本不匹配是最常见的根因。