ZYNQ+linux网口调试笔记(3)PL-ETH

一、ZYNQ+linux网口调试笔记(3)PL-ETH

在ZYNQ上使用gigE Vision协议的网络接口相机。

第一步：调通PS侧网口GEM0（Xilinx BSP默认配好）。

第二步：调通PS侧网口GEM1（见前一篇文档：开发笔记(1)）。

第三步：调通PL侧网口（本文阐述）。

第四步：在PL侧网口上验证Jumbo Frame特性，并在应用层适配gigE Vision协议。

根据《xapp1082》可知，PL侧的PHY支持1000Base-X和SGMII两种配置，这两种配置对应两种不同的PHY引脚接口（连接到MAC）。而我们的hdf文件使用的是1000Base-X的配置。

关于网口的Linux驱动，我们在官网找到一份资料： Xilinx Wiki- Zynq PL Ethernet。资料很长，我们只看与我们相关的2.4.1 PL Ethernet BSP installation for 1000Base-X”这一章节就可以了。

首先导入FPGA设计同事提供的hdf文件：

在弹出的图形界面里，进入Subsystem AUTO Hardware Settings——Ethernet Settings——Primary Ethernet，确认可以看到PL侧网络设备axi_ethernet_0，说明hdf文件里已包含了必要的网口硬件信息：

上图中被选中的网口将成为Linux上的设备eth0。这里我们默认选择ps7_ethernet_0，即使用GEM0作为首选网口。

进入Device Drivers-- Network device support–选中Xilinx AXI Ethernet（以及Xilinx Ethernet GEM，这是PS侧网口的驱动）

进入Networking support–选中 Random ethaddr if unset

进入Device Drivers-- Network device support-- PHY Device support and infrastructure–启用Drivers for xilinx PHYs

进入~~~~Device Drivers-- DMA Engine Support-–禁用~~~~Xilinx AXI DMAS Engine~~~（对应的配置项名为~~ CONFIG_XILINX_DMA~~~）

注意： Xilinx Wiki里对设备树节点的引用有误（&axi_ethernet），导致编译报错，应改为&axi_ethernet_0。

注：PL-ETH驱动所在路径：<project>/build/tmp/work-shared/plnx_arm/kernel-source/drivers/net/ethernet/xilinx/xilinx_axienet_main.c和xilinx_axienet_mdio.c。对应的内核配置项为CONFIG_NET_VENDOR_XILINX和CONFIG_XILINX_AXI_EMAC。

启用ethtool和tcpdump（调试用，非必须）：

然后将生成的BOOT.BIN和image.ub拷贝到SD卡根目录下，将SD卡插入板子上，上电运行。

上电后，使用ifconfig eth1查看网口信息，观察MAC地址与设置的一致，且ifconfig eth1 192.168.1.11 up没有报错。

测试网络通路：ping PC是通的。说明网口工作正常。

Linux下eth1（即PL-ETH）的MAC地址有误

MAC地址是错的，驱动里解析出的是GEM0的MAC地址。

试验发现，即使在system-user.dtsi里不写local-mac-address，也照样解析出的是GEM0的MAC。

而将system-user.dtsi里的local-mac-address改名为pl-mac-address，并将驱动里解析的字符串也对应更改为pl-mac-address，则可以正确解析出来：

Passing MAC address to kernel via Device Tree Blob and U-Boot：

通过更改u-boot环境变量和设备树，为每个板子设置一个独特的MAC地址：

U-Boot里的环境变量ethaddr会覆盖掉设备树里pl-eth的local-mac-addr字段，从而影响Linux启动后的网卡MAC地址；

但U-Boot里的环境变量ipaddr不会对Linux启动后的配置产生任何影响。因为设备树里根本就没有关于IP地址的配置。

phy-mode怎么会是sgmii？查了下官方的提供的BSP里，也是“sgmii”。说明这个没问题。具体原因不清楚。

@TODO:设备树里的中断号的顺序如何影响功能？

为何读出来的IRQ号不对呢？这是因为这里读到的不是硬件的中断号，而是经过系统映射之后的软件IRQ number。两者不具有线性关系。

Linux上的网口eth0、eth1的顺序，似乎是按照phy地址从小到大来排布的。

Xilinx xapp1082-zynq-eth.pdf(v5.0) July 16, 2018

Xilinx Wiki- Zynq PL Ethernet:

Xilinx Wiki- Linux Drivers- Macb Driver:

Xilinx Wiki- Zynq Ethernet Performance:

查到关于Jumbo frame MTU的定义，当前值为9000，可否改大一些？

驱动源码里关于jumbo frame的说明：

设置MTU为9000，发现ping包最大长度只能设为ping 192.168.1.10-s 1472

二、安卓系统和平时的linux系统有什么不同

1、从底层来讲，linux一般是要安装在pc，pc-server，及部分小型机上的。那大体来说呢，架构属于X86-64或者安腾。

而android一般是安装在手机跟平板电脑上的。现在市面上，其CPU型号千变万化，一个厂家一个架构。而且手机跟PC的硬件也不同。必然导致其内核的不同

也就是说，从底层来讲，linux与android的内核支持架构有很大区别。即便同样是android系统本身，由于不同型号的手机，使用的硬件也不同，

所以使用的内核也就不同，这也是为什么普遍的，没一款手机几乎都有自己的底包，不能像PC那样互通。关键是由于现在的手机CPU，硬件架构没有一个同一的标准。

2、架构上内核之上的则是lib了，也就是模块。这个两者没有太大的差别。 linux的lib也是可以随便定制的。android也一样。但是lib是要依赖底包的。

3、应用的区别，lib之上是各种应用。这个可以理解为软件。这一个层面就没啥不同之处可讲了。就是一个开发问题了。

总体来说呢，android采用了linux系统的开发思想跟工作原理。 lib这个中间层很多都是照搬linux核心lib重新定制开发的。所以，说android是一种嵌入式定制的linux系统也是可以的。

三、Linux下USB设备图像采集

1、FFmpeg在Linux环境下提供了一种强大的方法来采集USB设备图像。在进行图像采集时，首先通过调用`av_find_input_format`接口来获取到`AVInputFormat`对象，然后利用`avformat_open_input`函数来启用采集设备。

2、在Linux系统中，视频采集的核心组件名为`v4l2`，即video4linux2的简称。Linux将视频设备视为设备文件，可通过`/dev/video0`路径进行访问，类似于操作普通文件。

3、为查看相机设备，有几种方法。方法一，直接使用`ls`命令查看`/dev/`目录下的设备列表。方法二，利用FFmpeg的`ffprobe`命令来查看连接到系统中的摄像头设备。通过这种方式，可获取到设备名称、裸帧格式（如`yuyv422`）、帧率（如30fps）和分辨率（如640x480）等信息。

4、在采集数据时，需要将`yuyv422`格式转换为更通用的`yuv420p`格式，随后再进行编码保存为`h264`文件。通过`ffprobe`命令查看到`video1`设备无法进行采集，这可能意味着该设备未被正确识别或配置。

5、在Linux环境下进行`v4l2`设备的交互，可以通过一系列命令实现。例如，获取设备列表、查看相机参数以及测试相机的可用性。此外，可能需要通过依赖库`libv4l2`来支持某些功能，通常需要重新编译FFmpeg，并在编译配置中加入`--enable-libv4l2`参数。

6、在进行源码开发时，需要声明并设置关键参数，如开启输入流通道、设置解码器以及配置H.264输出文件的刷新机制。还需要管理编解码缓存区，以确保数据的正确处理和传输。最终启动编解码流程，并利用SDL2进行渲染，完成整个图像采集和处理任务。