Une alternative à l'accès aux GPIO est d'utiliser les pilotes du noyau pré-construits gpio-keys, gpio-keys-polled et leds-gpio. Il est alors possible de les utiliser pour générer des ensembles prédéfinis et utiliser les interruptions¹⁾.

Après avoir exporté votre conception dans Vivado, et avoir ouvert SDK concernant ce projet, il faut créer une structure BSP ( Device Tree Board Support Package)²⁾.

• Cliquer sur le nom du projet dans le project explorer. Exemple : allume_LED
• Menu: File > New > Board Support Package > Board Support Package OS: device-tree > Finish
• une fenêtre Board Support Package Settings apparait. > OK

Entre autres, les fichiers .dts/.dtsi apparaissent désormais dans le project explorer sous la partie device_tree_bsp_0 et ils sont situés dans le répertoire du projet.sdk/device_tree_bsp_0/ .

Dans le fichier system.dts on peut y voir :

/include/ "zynq-7000.dtsi"
/include/ "pl.dtsi"
...
&gpio0 {
	emio-gpio-width = <64>;
	gpio-mask-high = <0x0>;
	gpio-mask-low = <0x5600>;
};
...

En éditant le fichier inclus zynq-7000.dtsi on peut y voir des descriptions de périphériques. Entre autres :

/ {
	compatible = "xlnx,zynq-7000";
...
	amba: amba {
		compatible = "simple-bus";
		#address-cells = <1>;
		#size-cells = <1>;
		interrupt-parent = <&intc>;
		ranges;
...
		gpio0: gpio@e000a000 {
			compatible = "xlnx,zynq-gpio-1.0";
			#gpio-cells = <2>;
			#interrupt-cells = <2>;
			clocks = <&clkc 42>;
			gpio-controller;
			interrupt-controller;
			interrupt-parent = <&intc>;
			interrupts = <0 20 4>;
			reg = <0xe000a000 0x1000>;
		};
...
	};
};

Puis en éditant le fichier inclus pl.dtsi on peut y voir :

/ {
	amba_pl: amba_pl {
		#address-cells = <1>;
		#size-cells = <1>;
		compatible = "simple-bus";
		ranges ;
		axi_gpio_0: gpio@41200000 {
			#gpio-cells = <2>;
			compatible = "xlnx,xps-gpio-1.00.a";
			gpio-controller ;
			reg = <0x41200000 0x10000>;
			xlnx,all-inputs = <0x0>;
			xlnx,all-inputs-2 = <0x1>;
			xlnx,all-outputs = <0x1>;
			xlnx,all-outputs-2 = <0x0>;
			xlnx,dout-default = <0x00000000>;
			xlnx,dout-default-2 = <0x00000000>;
			xlnx,gpio-width = <0x8>;
			xlnx,gpio2-width = <0x8>;
			xlnx,interrupt-present = <0x0>;
			xlnx,is-dual = <0x1>;
			xlnx,tri-default = <0xFFFFFFFF>;
			xlnx,tri-default-2 = <0xFFFFFFFF>;
		};
	};
};

Ces fichiers serviront de base pour la création des périphériques dans le noyau Linux. Une personnalisation de ces fichiers sera nécessaire pour y inclure nos propres périphériques. Nous verrons cela juste après avoir créé un nouveau projet Petalinux.

Dans une console, se placer dans le répertoire désiré puis créer le projet type pour Zynq et enfin importer la configuration du projet créé sous SDK. Par exemple :

$ cd ~/projets_zync/Linux_LEDs
$ petalinux-create --type project --template zynq --name Petalinux_LEDs_2
$ cd Petalinux_LEDs_2
$ petalinux-config --get-hw-description=~/projets_zync/Linux_LEDs/Linux_LEDs.sdk

Vous accédez alors au menu de configuration par défaut. Choisissez Exit. Plusieurs lignes d'informations apparaissent. Remarquez celle-ci:

...
[INFO ] generate DTS to /home/XXXX/projets_zync/Linux_LEDs/Petalinux_LEDs_2/subsystems/linux/configs/device-tree
...

Elle correspond à l'emplacement où se trouveront les informations pour la construction de l’arborescence des périphériques.

Sur la Zedboard, LD9 est reliée directement au MIO7 de la partie processeur. Nous voir comment la configurer à partir du driver générique led fourni par le noyau.
Éditer le fichier zynq-7000.dtsi. Par exemple avec nano :

$ nano subsystems/linux/configs/device-tree/zynq-7000.dtsi
<code>
Après le bloc déclarant //gpio0//, nous allons déclarer //led-LD9// comme un périphérique de type //gpio-led//, comme suit :
<code>
		gpio0: gpio@e000a000 {
			compatible = "xlnx,zynq-gpio-1.0";
			#gpio-cells = <2>;
			#interrupt-cells = <2>;
			clocks = <&clkc 42>;
			gpio-controller;
			interrupt-controller;
			interrupt-parent = <&intc>;
			interrupts = <0 20 4>;
			reg = <0xe000a000 0x1000>;
		};
                
                gpio-leds {
                       compatible = "gpio-leds";
                       led-LD9 {
                               label = "led-LD9";
                               gpios = <&gpio0 7 0>;
                               default-state = "on";
                               linux,default-trigger = "heartbeat";
                       };
                };

La déclaration <&gpio0 7 0> fait référence au contrôleur de GPIO gpio0 vu plus haut. Le bit 7 du contrôleur est utilisée et la sortie est active à l'état haut (indiqué par le dernier 0).
La déclaration default-trigger avec la propriété “heartbeat” indique le comportement de la LED par défaut.La LED va avoir une illumination de type double-impulsion avec une fréquence relative à la charge du CPU.
Ensuite il va falloir contrôler que le driver de type led est bien activé dans la configuration du noyau. Pour cela vérifier que sont coché les options suivantes :

• Device Drivers
  • GPIO Support
    • Xilinx GPIO support
    • Xilinx Zynq GPIO support
  • LED Support
    • LED Class Support
    • LED Support for GPIO connected LEDs
    • LED Trigger support
      • all desired triggers

Gràce à la commande :

$ petalinux-config -c kernel

Une fois sorti de cette configuration et l'avoir sauvée, il va falloir compiler le projet, créer le fichier BOOT.INI et regénerer l'image pré-construite pour démarrer le projet par la liaison JTAG.

$ petalinux-build
$ petalinux-package --boot --fsbl images/linux/zynq_fsbl.elf --fpga /home/utilisateur/projets_zync/Linux_LEDs/Linux_LEDs.runs/impl_1/proc_et_LEDs_wrapper.bit --force
$ petalinux-package --prebuilt --fpga /home/utilisateur/projets_zync/Linux_LEDs/Linux_LEDs.runs/impl_1/proc_et_LEDs_wrapper.bit --force

Après avoir démarré un terminal série sur /dev/ttyACM , il faut copier le fichier de programmation oproc_et_LEDs_wrapper.bit puis on peut lancer la programmation

$ cp pre-built/linux/implementation/proc_et_LEDs_wrapper.bit pre-built/linux/implementation/download.bit
$ petalinux-boot --jtag --prebuilt 3

Une fois le module démarré, on remarquera :

root@Petalinux_LEDs_2:~# ls /sys/class/leds/
led-LD9  mmc0::  

root@Petalinux_LEDs_2:~# ls /sys/class/leds/led-LD9/                                                                                       
brightness      max_brightness  subsystem       uevent                                                                                     
device          power           trigger 

root@Petalinux_LEDs_2:~# cat /sys/class/leds/led-LD9/trigger                                                                               
none nand-disk mmc0 timer oneshot [heartbeat] backlight gpio cpu0 cpu1 default-on transient flash torch

root@Petalinux_LEDs_2:~# cat /sys/class/leds/led-LD9/brightness                                                                            
0 

Ce qui veut dire :

• [heartbeat] : mode double-impulsion fonction de la charge du processeur
• brightness=0 : normalement éteinte, mais le mode trigger [heartbeat] reste actif.

si on veux l'éteindre, puis l'allumer :

# echo 0 > /sys/class/leds/led-LD9/brightness

# cat /sys/class/leds/led-LD9/trigger
[none] nand-disk mmc0 timer oneshot heartbeat backlight gpio cpu0 cpu1 default-on transient flash torch

# echo 1 > /sys/class/leds/led-LD9/brightness

# cat /sys/class/leds/led-LD9/trigger
[none] nand-disk mmc0 timer oneshot heartbeat backlight gpio cpu0 cpu1 default-on transient flash torch

• [none] : pas de mode trigger