PYNQ-Z2：配置与引导教程——从SD卡与QSPI启动的嵌入式设计

PYNQ-Z2是一款由依元素科技有限公司提供的基于Xilinx Zynq-7000 FPGA的开发板，它不仅具备高性能的处理能力，还兼容Arduino接口和标准树莓派接口，这极大地增强了其灵活性和开源性。该平台的核心是XC7Z020 FPGA，提供了丰富的I/O接口，如以太网、HDMI、音频输入输出、Arduino接口、树莓派接口、Pmod等，便于用户扩展和利用GPIO功能。 在PYNQ-Z2的配置和引导方面，本实验主要涉及两个关键步骤：通过SD卡或QSPI启动可启动系统闪存，并能够在现场可编程门阵列（PL）部分加载不同的比特流，从而实现板卡的启动和应用程序的执行。这个过程需要借助Vivado Design Suite 2018.2进行硬件设计的创建和构建，以及Software Development Kit（SDK）进行软件程序的构建。 在硬件环境准备上，用户需要拥有PC、PYNQ-Z2开发板以及USB数据线。软件环境则需要64位操作系统（如Windows），安装有Vivado Design Suite和SDK工具。使用过程中，需要注意静电防护、液晶显示器件的安全操作、电源极性及接口连接的正确性，以及保持电路板整洁，轻拿轻放以防止硬件损坏。 实验目标包括： 1. 学习如何创建从SD卡启动的可启动系统 2. 掌握从QSPI闪存启动的可启动系统的创建方法 3. 理解如何加载存储在SD卡或QSPI闪存中的比特流 4. 实践通过PCAP（Pin Control Array）配置PL部分，以便执行相应应用程序 实验流程分为若干步骤，例如第一步可能是设置开发环境，然后是创建和配置启动加载机制，接着是加载和验证比特流，最后可能涉及到调试和测试所编写的软件和硬件配合的程序。整个过程旨在帮助用户深入理解PYNQ-Z2平台的工作原理，并能熟练应用它来开发和构建自己的嵌入式系统。