Gowin_EMPU_M1 IDE 软件 参考手册 IPUG536-1.8, 2021-10-12
版权所有 2021 广东高云半导体科技股份有限公司,,Gowin, 高云均为广东高云半导体科技股份有限公司注册商标, 本手册中提到的其他任何商标, 其所有权利属其拥有者所有 未经本公司书面许可, 任何单位和个人都不得擅自摘抄 复制 翻译本文档内容的部分或全部, 并不得以任何形式传播 免责声明 本文档并未授予任何知识产权的许可, 并未以明示或暗示, 或以禁止发言或其它方式授予任何知识产权许可 除高云半导体在其产品的销售条款和条件中声明的责任之外, 高云半导体概不承担任何法律或非法律责任 高云半导体对高云半导体产品的销售和 / 或使用不作任何明示或暗示的担保, 包括对产品的特定用途适用性 适销性或对任何专利权 版权或其它知识产权的侵权责任等, 均不作担保 高云半导体对文档中包含的文字 图片及其它内容的准确性和完整性不承担任何法律或非法律责任, 高云半导体保留修改文档中任何内容的权利, 恕不另行通知 高云半导体不承诺对这些文档进行适时的更新
版本信息 日期版本说明 2019/02/18 1.0 初始版本 2019/07/18 1.1 2019/08/18 1.2 MCU 硬件设计与软件编程设计支持扩展外部设备 CAN Ethernet SPI-Flash RTC TRNG DualTimer I2C SPI SD-Card; MCU 支持片外 SPI-Flash 下载启动方式 MCU 硬件设计与软件编程设计支持扩展外部设备 DDR3 Memory; 修复已知 ITCM DTCM Size 和 IDE 问题 2019/09/27 1.3 更新优化 MCU 编程软件 GOWIN MCU Designer 界面和功能 2020/01/16 1.4 MCU 硬件设计与软件编程设计支持外部设备 PSRAM; 更新 MCU 编译软件 GMD V1.0; 更新 RTOS 参考设计 ; 增加 AHB2 和 APB2 扩展总线接口硬件和软件参考设计 2020/03/05 1.5 支持 FPGA 器件 GW2A-18C/GW2AR-18C/GW2A-55C 2020/06/12 1.6 MCU 支持外部指令存储器 ; MCU 支持外部数据存储器 ; 扩展 6 个 AHB 总线接口 ; 扩展 16 个 APB 总线接口 ; GPIO 支持多种接口类型 ; I 2 C 支持多种接口类型 2021/07/16 1.7 更新 MCU 软件版本 2021/10/12 1.8 GW2AN-9X/GW2AN-18X, 修改 ITCM 和 DTCM Size 范围
目录 目录 目录... i 图目录... ii 1 ARM Keil 软件... 1 1.1 软件安装... 1 1.2 工程模板... 1 1.2.1 创建工程... 1 1.2.2 配置选项... 1 1.2.3 编译... 7 1.2.4 下载... 8 1.2.5 软件在线调试... 8 1.3 参考设计... 9 2 GOWIN MCU Designer... 10 2.1 软件安装与配置... 10 2.2 工程模板... 10 2.2.1 创建工程... 10 2.2.2 配置选项... 12 2.2.3 编译... 16 2.2.4 下载... 17 2.2.5 软件在线调试... 17 2.3 参考设计... 20 IPUG536-1.8 i
图目录 图目录 图 1-1 创建工程... 1 图 1-2 配置器件... 2 图 1-3 配置 ROM 和 RAM... 3 图 1-4 配置输出文件格式... 4 图 1-5 配置头文件路径... 4 图 1-6 配置 JTAG 调试接口类型... 5 图 1-7 配置 SW 调试接口类型... 6 图 1-8 配置 Flash 选项... 6 图 1-9 配置调试初始化文件... 7 图 1-10 工程编译... 7 图 1-11 仿真器连接... 8 图 1-12 启动调试... 9 图 2-1 创建工程... 11 图 2-2 选择平台配置类型... 11 图 2-3 选择编译工具链和路径... 12 图 2-4 配置 Target Processor... 13 图 2-5 配置 Cross ARM GNU Assembler > Preprocessor... 13 图 2-6 配置 Cross ARM C Compiler > Includes... 14 图 2-7 配置 Cross ARM C Linker... 15 图 2-8 配置 Cross ARM GNU Create Flash Image... 15 图 2-9 配置 Devices... 16 图 2-10 编译... 16 图 2-11 建立软件调试配置选项... 17 图 2-12 配置 Main 选项... 18 图 2-13 配置 Debugger 选项... 18 图 2-14 配置软件调试等级... 19 图 2-15 启动软件在线调试... 20 IPUG536-1.8 ii
1 ARM Keil 软件 1.1 软件安装 1 ARM Keil 软件 1.1 软件安装 注! 1.2 工程模板 1.2.1 创建工程 请参考 ARM Keil MDK 网站提供的 Getting Started with MDK. 建议使用 ARM Keil MDK V5.26 及以上版本 使用 ARM Keil MDK 进行 Gowin_EMPU_M1 软件编程设计, 需要创建工程 配置选项 编写代码 编译 下载和调试 双击打开 ARM Keil MDK, 选择菜单栏 Project > New uvision Project, 创建工程, 如图 1-1 所示 图 1-1 创建工程 1.2.2 配置选项 配置器件 Gowin_EMPU_M1 内置 ARM Cortex-M1 内核, 所以器件类型配置为 ARM Cortex M1 > ARMCM1, 如图 1-2 所示 IPUG536-1.8 1(20)
1 ARM Keil 软件 1.2 工程模板 图 1-2 配置器件 配置 ROM 和 RAM Gowin_EMPU_M1 的内部指令存储器或外部指令存储器作为 ROM Gowin_EMPU_M1 的内部数据存储器或外部数据存储器作为 RAM 1. 配置 ROM(Internal Instruction Memory) 和 RAM(Internal Data Memory 的起始地址和 Size ROM 起始地址和 Size 配置 : 片外 SPI-Flash 下载启动方式 : - ROM 起始地址 :0x400; - ROM Size: 请根据硬件设计 ITCM Size 的实际配置来设置, 以软件开发工具包参考设计为例, 设置为 0x7C00 片内 ITCM 初始值下载启动方式 : - ROM 起始地址 :0x00000000; - ROM Size: 请根据硬件设计 ITCM Size 的实际配置来设置, 以软件开发工具包参考设计为例, 设置为 0x8000 RAM 起始地址和 Size 配置 : RAM 起始地址 :0x20000000; RAM Size: 请根据硬件设计 DTCM Size 的实际配置来设置, 以软件开发工具包参考设计为例, 设置为 0x8000 受限于片内 Block RAM 硬件存储资源,ITCM 和 DTCM 的 Size 配置不能超过片内 Block RAM 的最大存储资源 : GW1N-9/GW1NR-9/GW1N-9C/GW1NR-9C,ITCM 或 DTCM 最大可配置为 32KB, 如果 ITCM 或 DTCM 某个存储器已配置为 32KB, 则另一个存储器最大只能配置为 16KB; IPUG536-1.8 2(20)
1 ARM Keil 软件 1.2 工程模板 GW2AN-9X/GW2AN-18X,ITCM 或 DTCM 最大可配置为 32KB, 如果 ITCM 或 DTCM 某个存储器已配置为 32KB, 则另一个存储器最大只能配置为 16KB; GW2A-18/GW2A-18C/GW2AR-18/GW2AR-18C/GW2ANR-18C, ITCM 或 DTCM 最大可配置为 64KB, 如果 ITCM 或 DTCM 某个存储器已配置为 64KB, 则另一个存储器最大只能配置为 16KB; GW2A-55/GW2A-55C/GW2AN-55C,ITCM 或 DTCM 最大可配置为 256KB, 如果 ITCM 或 DTCM 某个存储器已配置为 256KB, 则另一个存储器最大只能配置为 16KB ROM(Internal Instruction Memory) 和 RAM(Internal Data Memory) 的配置, 如图 1-3 所示 以软件开发工具包 DK-START-GW2A18 V2.0 开发板参考设计为例, ROM 起始地址设置为 0x400, Size 设置为 0x7C00, RAM 起始地址设置为 0x20000000, Size 设置为 0x8000 图 1-3 配置 ROM 和 RAM 2. 配置 ROM(External Instruction Memory) 和 RAM(External Data Memory) 的起始地址和 Size ROM 起始地址和 Size 配置 : ROM 起始地址 :0x00000000; ROM Size: 请根据硬件设计实际 Size 设置 RAM 起始地址和 Size 配置 : RAM 起始地址 :0x20100000; RAM Size: 请根据硬件设计实际 Size 设置 IPUG536-1.8 3(20)
1 ARM Keil 软件 1.2 工程模板 配置输出文件格式 Gowin_EMPU_M1 软件编程设计, 需要产生软件设计二进制 BIN 文件, 所以需要将 axf 文件格式转换为二进制 BIN 文件格式 如果使用软件设计二进制 BIN 文件作为 ITCM 的初始值, 需要使用 make_hex.exe 工具, 将软件设计二进制 BIN 文件转换为四个十六进制映像文件 itcm0 itcm1 itcm2 和 itcm3 User 命令行选项中文件格式转换工具调用方法, 如图 1-4 所示 Run #1: fromelf.exe --bin -o bin-file axf-file Run #2: make_hex.exe bin-file 图 1-4 配置输出文件格式 配置头文件路径 配置 C 头文件路径, 编译过程中用来调用 C 头文件, 配置如图 1-5 所示 图 1-5 配置头文件路径 IPUG536-1.8 4(20)
1 ARM Keil 软件 1.2 工程模板 配置调试选项 配置仿真器类型 - U-LINK 仿真器如果选择使用 U-LINK 仿真器, 则 Debug 选项配置为 ULNK2/ME Cortex Debugger; - J-LINK 仿真器如果选择使用 J-LINK 仿真器, 则 Debug 选项配置为 J-LINK/J-TRACE Cortex 配置调试接口类型 - JTAG 调试接口类型如果配置为 JTAG 调试接口类型, 配置方法如图 1-6 所示 图 1-6 配置 JTAG 调试接口类型 - SW 调试接口类型如果配置为 SW 调试接口类型, 配置方法如图 1-7 所示 IPUG536-1.8 5(20)
1 ARM Keil 软件 1.2 工程模板 图 1-7 配置 SW 调试接口类型 调试接口类型配置选项中 : 请不要勾选 Download Options > Verify Code Download 选项 请不要勾选 Download Options > Download to Flash 选项 配置 Flash 选项 如果需要在线调试, 请不要勾选 Update Target before Debugging 选项, 如图 1-8 所示 图 1-8 配置 Flash 选项 IPUG536-1.8 6(20)
1 ARM Keil 软件 1.2 工程模板 配置调试初始化文件 如果选择片外 SPI-Flash 下载方式, 软件在线调试时需要加载调试初始化文件, Debug > Initialization File 选项中, 选择加载调试初始化文件 ext_debug.ini, 如图 1-9 所示 图 1-9 配置调试初始化文件 1.2.3 编译 完成代码编写和选项配置后, 单击工具栏 Build ( ) 或 Rebuild ( ), 编译产生软件设计二进制 BIN 文件和四个十六进制映像文件 itcm0 itcm1 itcm2 和 itcm3, 如图 1-10 所示 图 1-10 工程编译 IPUG536-1.8 7(20)
1 ARM Keil 软件 1.2 工程模板 1.2.4 下载 1.2.5 软件在线调试 完成 Gowin_EMPU_M1 软件编程设计编译后, 软件编程设计下载方法, 请参考 :IPUG532, Gowin_EMPU_M1 下载参考手册 完成硬件设计产生的硬件设计码流文件和软件编程设计产生的软件设计二进制 BIN 文件的下载后, 如果用户软件设计出现问题, 可以连接 U-LINK 或 J-LINK 仿真器在线调试 用户可以下载 调试软件, 无需重新编译硬件设计 1. 连接仿真器 按照硬件设计中约束到 FPGA IO 的 Debug Access Port (JTAG_3~JTAG_18,VCC 和 GND) 的位置, 连接 J-LINK 或 U-LINK 以软件开发工具包 DK-START-GW2A18 V2.0 开发板参考设计为例, 仿真器连接方式, 如图 1-11 所示 图 1-11 仿真器连接 2. 启动调试连接 U-LINK 或 J-LINK 仿真器, 单击工具栏 Debug ( ), 进入调试状态, 可以执行断点设置 单步调试 复位和运行等操作, 如图 1-12 所示 IPUG536-1.8 8(20)
1 ARM Keil 软件 1.3 参考设计 图 1-12 启动调试 1.3 参考设计 Gowin_EMPU_M1 支持 ARM Keil MDK(V5.26 及以上版本 ) 软件环境的参考设计, 通过链接获取如下参考设计 : Gowin_EMPU_M1\ref_design\MCU_RefDesign\Keil_RefDesign IPUG536-1.8 9(20)
2 GOWIN MCU Designer 2.1 软件安装与配置 2 GOWIN MCU Designer 2.1 软件安装与配置 高云半导体网站提供 GOWIN MCU Designer 软件安装包下载 http://www.gowinsemi.com.cn/prodshow.aspx GOWIN MCU Designer 软件安装与配置, 请参考 SUG549, GOWIN MCU Designer 用户指南 注! 2.2 工程模板 2.2.1 创建工程 建议使用 GOWIN MCU Designer V1.1 及以上版本 使用 GOWIN MCU Designer 进行 Gowin_EMPU_M1 软件编程设计, 需要创建工程 配置选项 编写代码 编译 下载和在线调试 创建工程 选择菜单栏 File > New > C Project, 如图 2-1 所示 1. 建立项目名称和项目位置 ; 2. 选择项目类型 Empty Project ; 3. 选择编译工具链 ARM Cross GCC IPUG536-1.8 10(20)
2 GOWIN MCU Designer 2.2 工程模板 图 2-1 创建工程 选择平台配置类型 选择平台配置类型 Debug 和 Release, 如图 2-2 所示 图 2-2 选择平台配置类型 IPUG536-1.8 11(20)
2 GOWIN MCU Designer 2.2 工程模板 选择编译工具链和路径 选择交叉编译工具链 arm-none-eabi-gcc 及其所在路径, 建议默认配置 Toolchain name 和 Toolchain path, 如图 2-3 所示 图 2-3 选择编译工具链和路径 2.2.2 配置选项 建立项目工程 完成工程创建后, 在 Project Explorer 视图中选择新建的项目工程, 添加工程结构和代码, 导入软件编程设计 以软件开发工具包 GMD_RefDesign 参考设计为例, 软件编程设计项目工程及代码, 如下所示 CORE:ARM Cortex-M1 MCU 内核定义 PERIPHERAL: 外设驱动函数库 STARTUP:MCU 内核引导启动文件 SYSTEM: 外设寄存器定义 系统初始化和系统时钟定义 USER: 用户应用设计 GOWIN_M1_flash.ld:GMD Flash 链接器 完成项目工程建立后, 在 Project Explorer 视图中选择当前工程, 右键选择 Refresh 选项, 自动更新当前项目工程的结构和代码 Project Explorer 视图中, 选择当前工程, 右键选择 Properties > C/C++ Build > Setting, 配置当前工程的参数选项 配置 Target Processor 配置 Target Processor > ARM family 选项, 该选项配置为 cortex-m1, 如图 2-4 所示 IPUG536-1.8 12(20)
2 GOWIN MCU Designer 2.2 工程模板 图 2-4 配置 Target Processor 配置 Cross ARM GNU Assembler > Preprocessor 配置 Cross ARM GNU Assembler > Preprocessor > Defined symbols (-D) 选项, 该选项配置为 STARTUP_CLEAR_BSS, 如图 2-5 所示 图 2-5 配置 Cross ARM GNU Assembler > Preprocessor IPUG536-1.8 13(20)
2 GOWIN MCU Designer 2.2 工程模板 配置 Cross ARM C Compiler > Includes 配置 Cross ARM C Compiler > Includes > Include paths (-I) 选项, 该选项配置 C 头文件引用路径, 如图 2-6 所示 以软件开发工具包 GMD_RefDesign 参考设计为例,C 头文件引用路径配置, 如下所示 : "${workspace_loc:/${projname}/core}" "${workspace_loc:/${projname}/peripheral/inc}" "${workspace_loc:/${projname}/system}" "${workspace_loc:/${projname}/user}" 图 2-6 配置 Cross ARM C Compiler > Includes 配置 Cross ARM C Linker 配置 Cross ARM C Linker > General > Script files (-T) 选项, 该选项配置 GOWIN_M1_flash.ld 作为 GMD Flash 链接器, 如图 2-7 所示 以软件开发工具包 GMD_RefDesign 参考设计为例,Flash 链接器配置, 如下所示 : "${workspace_loc:/${projname}/gowin_m1_flash.ld}" GMD Flash 链接器 Flash 起始地址 FLASH ORIGIN 设置, 如下所示 : Internal Instruction Memory - FLASH ORIGIN:0x00000000,ITCM Initialization 下载启动方式 ; - FLASH ORIGIN:0x00000400, 片外 SPI-Flash 下载启动方式 External Instruction Memory IPUG536-1.8 14(20)
2 GOWIN MCU Designer 2.2 工程模板 - FLASH ORIGIN:0x00000000 图 2-7 配置 Cross ARM C Linker 配置 Cross ARM GNU Create Flash Image 配置 Cross ARM GNU Create Flash Image > General > Output file format (-O) 选项, 该选项配置为 Raw binary, 产生软件设计二进制 BIN 文件, 如图 2-8 所示 图 2-8 配置 Cross ARM GNU Create Flash Image IPUG536-1.8 15(20)
2 GOWIN MCU Designer 2.2 工程模板 配置 Devices 配置 Devices > Devices 选项, 该选项配置为 ARM Cortex M1 > ARMCM1, 如图 2-9 所示 图 2-9 配置 Devices 2.2.3 编译 完成工程选项配置和代码编写后, 编译当前工程, 单击工具栏编译按钮, 编译产生软件设计二进制 BIN 文件, 如图 2-10 所示 图 2-10 编译 IPUG536-1.8 16(20)
2 GOWIN MCU Designer 2.2 工程模板 2.2.4 下载 2.2.5 软件在线调试 完成 Gowin_EMPU_M1 软件编程设计编译后, 软件编程设计下载方法, 请参考 :IPUG532, Gowin_EMPU_M1 下载参考手册 完成 Gowin_EMPU_M1 软件设计二进制 BIN 文件下载后, 如果用户软件设计出现问题, 可以连接开发板与 J-LINK 仿真器, 在线调试当前软件设计 ( 在线调试的软件设计必须与下载到芯片中的软件设计保持一致 ) Gowin_EMPU_M1 软件在线调试流程, 包括 : 配置软件调试选项 配置软件调试等级 连接调试仿真器 启动软件在线调试 配置软件调试选项 1. 选择菜单栏 Run > Debug Configurations > GDB SEGGER J-Link Debugging, 右键选择 New, 建立当前工程的调试配置选项, 如图 2-11 所示 图 2-11 建立软件调试配置选项 2. 选择已建立的软件调试选项的 Main 选项, 配置当前调试工程的 Project 和 C/C++ Application 等选项, 如图 2-12 所示 IPUG536-1.8 17(20)
2 GOWIN MCU Designer 2.2 工程模板 图 2-12 配置 Main 选项 3. 选择已建立的软件调试选项的 Debugger 选项, 配置当前调试工程的 J-Link 和 GDB 等选项, 如图 2-13 所示 - Device Name:Cortex-M1 - Interface:JTAG 或 SWD - Endianness:Little - Connection:USB 图 2-13 配置 Debugger 选项 IPUG536-1.8 18(20)
2 GOWIN MCU Designer 2.2 工程模板 配置软件调试等级 Project Explorer 视图中, 选择当前调试项目工程的 Properties > C/C++ Build > Settings > Debugging > Debug level 选项, 建议配置调试等级为 Default(-g) 或 Maximum(-g3), 如图 2-15 所示 图 2-14 配置软件调试等级 启动软件在线调试 按照硬件设计 JTAG 调试接口 (JTAG_3~JTAG_18,VCC 和 GND) 的物理约束位置, 连接 J-LINK 仿真器与开发板 单击工具栏 Debug 按钮下拉列表, 选择当前项目的 Debug 配置, 单击进入调试状态, 执行断点设置 单步调试 复位和运行等操作, 如图 2-15 所示 IPUG536-1.8 19(20)
2 GOWIN MCU Designer 2.3 参考设计 图 2-15 启动软件在线调试 2.3 参考设计 Gowin_EMPU_M1 支持 GOWIN MCU Designer(V1.1 及以上版本 ) 软件环境的参考设计, 通过链接获取如下参考设计 : Gowin_MCU_M1\ref_design\MCU_RefDesign\GMD_RefDesign IPUG536-1.8 20(20)