【米尔边缘AI计算盒FZ5测评】PYNQ框架移植（长文预警）

zzx1997 发表于 2021-3-16 21:48

<div class='showpostmsg'>本次将进行PYNQ框架的移植，本次将继续使用之前搭建的硬件平台。PYNQ为xilinx官方推出的开源框架，其有效的降低了异构系列FPGA的开发难度，并且灵活性得到了极大的提高。下面我们尝试将PYNQ框架移植至米尔电子的开发板上。首先需要根据开发工具的版本选择合适的pynq镜像移植版本：



笔者使用的是2018.3的vivdao，所以选择2.4版本的PYNQ镜像，首先去xilinx官网上下载PYNQ的离线镜像，其为与底层无关的预编译镜像，可以有效加快PYNQ的构建速度。其下载网址如下：

https://www.xilinx.com/member/forms/download/xef.html?filename=pynq_rootfs_aarch64_v2.4.zip

官网已经提供了大量的官方开发板的镜像：



由于Edgeboard是第三方开发板所以需要进行移植,下面为方便第三方开发板移植的预编译镜像：



其中aarch64版本主要面向ultra系列的A53内核，arm版本主要面向ZYNQ系列的A9内核，我们需要的是A53内核的aarch64版本，镜像较大，下载周期较长。如果不想去官网下载，可以使用作者在百度网盘上下载好的预编译镜像，镜像链接在Github中:

https://github.com/buaa-zzx/Edgeboard-MPSOC-FPGA

然后下载PYNQ软件包：

git clone https://github.com/Xilinx/PYNQ.git

等待下载完成，打开文件夹：cd PYNQ。然后检出版本号:

git checkout v2.4

然后建立新的分支：

git checkout -b Edgeboard_zu5

打开脚本路径：cd ./PYNQ/sdbuild/scripts， 运行自检脚本：

./setup_host.sh

自检完成后，进行shell文件的修改，主要是为了添加SDK等的安装目录：

sudo vi ~/.bashrc 

source /opt/pkg/petalinux/2018.3/settings.sh

source /tool/Xilinx/Vivado/2018.3/settings64.sh

source /tool/Xilinx /SDK/2018.3/settings64.sh

export PATH=/opt/qemu/bin:/opt/crosstool-ng/bin:$PATH

然后进入crosstool 的安装目录：/opt/crosstool-ng/lib/crosstool-ng-1.22.0/scripts/build/libc/，打开文件newlib.sh：

sudo vi newlib.sh

将文件内的花括号和多余网址删除，改成如下形式：



进入/PYNQ/sdbuild路径修改makefile：

sudo vi Makefile

注释或者删除sdx一行：



完成后，需要在/PYNQ/sdbuild/路径下新建prebuilt文件夹，并且把预编译镜像拷贝进去，同时需要在/PYNQ/boards路径下新建Edgeboard的文件夹：

首先新建文件夹Edgeboard_PYNQ；

然后新建base和petalinux_bsp文件夹；

并且在petalinux_bsp文件夹文件夹中再新建hardware_project文件夹；

将base.bit拷贝到base；system.hdf拷贝到hardware_project；

复制/boards/ZCU104中的 .spec文件至Edgeboard_PYNQ下并修改文件夹名为Edgeboard_PYNQ.spec，修改内容为：

ARCH_${BOARDS} := aarch64

BSP_${BOARDS} :=

BITSTREAM_${BOARDS} := base/base.bit

STAGE4_PACKAGES_${BOARDS} := pynq ethernet

完成后进入/PYNQ/sdbuild/ 打开终端，进行镜像编译：

make BOARDS=Edgeboard_zu5 \

PREBUILT=./prebuilt/bionic.aarch64.2.4.img

等待镜像编译完成，如果出问题可以使用 sudo make clean清理工程，再进行重新编译。

此时编译得到的镜像会发现串口终端没有输出，这是因为默认的硬件配置与实际的硬件配置不符，所以需要进入petalinux工程进行适当修改，petalinux工程的路径为：

/PYNQ/sdbuild/build/Edgeboard_PYNQ/petalinux_project

在此路径下打开petalinux工程：

petalinux-config

完成后需要对设备树文件进行简单修改，其路径为：

project-spec/meta-user/recipes-bsp/device-tree/files/system-user.dtsi

配置文件：

sudo vi system-user.dtsi

添加如下内容：

/* SD */

&sdhci1 {

disable-wp;

no-1-8-v;

};

设置完成后，重新make一下工程。编译完成后烧写镜像，插入SD卡，以SD卡模式启动，可以看到串口终端开始输出数据，并且自动进入登录界面：



可以看到Python可以正常工作，并导入OpenCV，其实pynq框架已经帮我们预先移植好了OpenCV等常用外设库，移植完成后便可以直接使用，并且可以查询开发板IP，可以发现与PYNQ的静态IP一致。移植成功后，可以打开jupyter notebook:

登录密码为xilinx，然后进入界面：



随便打开一个示例文件运行一下：



可以看到PYNQ框架工作正常。本次我们花费了较大篇幅来完成PYNQ的框架移植，通过此框架我们可以快速的部署各类有意思的项目。如果有些读者觉得移植该框架有难度，可以利用笔者移植好的镜像，直接烧写进SD卡便可以正常使用，镜像的下载地址已经上传至Github，如果您觉得有用，可以给项目个星星哈，地址如下：

https://github.com/buaa-zzx/Edgeboard-MPSOC-FPGA

本次测评我们在米尔电子的开发板上实现了PYNQ框架，该框架可以有效简化开发流程，下期教程将在PYNQ框架上跑通一个经典的图像缩放算法，帮助读者熟悉利用PYNQ框架进行各类计算过程加速的流程。

 

 

 
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freebsder 发表于 2021-3-16 22:36

pynq和linux+python+各种cv/ml库有什么区别？

火辣西米秀 发表于 2021-3-17 07:08

镜像编译完成，如果出问题可以使用 sudo make clean清理工程，再进行重新编译，这个确实繁杂 
能不能先编译，再镜像，镜像一般不会破坏编译文件了吧

okhxyyo 发表于 2021-3-17 08:58

赞~~~期待后续呀

w494143467 发表于 2021-3-18 13:03

厉害厉害！！！

dql2016 发表于 2021-3-18 14:26

好厉害<img height="50" src="https://bbs.eeworld.com.cn/static/editor/plugins/hkemoji/sticker/facebook/wanwan21.gif" width="63" />

alshami 发表于 2024-5-29 03:21

hello how can I download the file from Baidu, it's need Account with china phone :(

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