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PYNQ2.7镜像直接升级成3.0以支持XCV（Xilinx Virtual Cable）

article 2024/12/27 10:23:07

文章目录

确保ZYNQ开发板可以联网
- 电脑共享
- 开发板配置
安装PYNQ3.0环境
检查环境能否正常运行

前段时间使用PYNQ进行开发时碰到一个很奇怪的bug，想要查看overlay实际运行时的波形，但发现似乎PYNQ的库中并没有提供在线调试的接口。后面经过查找资料发现pynq3.0中增加了对XVC的支持，但目前我使用的版本是2.7，官方提供的PYNQZ2镜像在我的正点原子领航者ZYNQ7020上无法开机，于是考虑能否在2.7的基础上直接将PYNQ升级为3.0，升级过程中遇到了一些问题，但最终可以成功支持XCV，于是写下这篇博客进行记录。

下面是一些说明

官方镜像无法开机，我也尝试过将官方镜像中BOOT.bin文件替换成目前镜像中的BOOT.bin，尽管这样可以开机，但是PYNQ的环境仍然存在问题
我使用的2.7镜像是由正点原子提供，该镜像的下载链接可以参考 ZYNQ领航者V2开发板 — 正点原子资料下载中心 1.0.0 文档，登陆密码是 xilinx
确保ZYNQ开发板可以联网

确保ZYNQ开发板可以联网

可以输入命令 ping www.baidu.com -c 5 来检查开发板能否联网，如果开发板无法联网，可以参考下面的方式

最开始让zynq板子联网的方式是利用Clash自带的允许局域网代理的功能，让ZYNQ挂代理，但不知道为什么，pip在设置代理的时候无法安装包，报下面的错误。考虑换一种方式，这里使用Windows自带的网络共享的功能
Could not find a version that satisfies the requirement xxx

电脑共享

主要思路是将可以访问互联网的无线网卡的网络共享给以太网接口。
打开控制面板->网络和Internet->网络和共享中心->更改适配器设置，找到无线网卡对应的适配器，右击打开属性，点击共享，按照下面的图进行勾选，需要注意的是家庭网络连接那一栏需要填写需要共享的适配器，这里是以太网。
在这里插入图片描述

开发板配置

需要注意的是，开启该功能后，电脑以太网适配器的IP地址会被修改，我这里是 192.168.137.1。如果ZYNQ开发板的IP地址是静态IP，那需要使用命令ifconfig eth0 192.168.137.x 将其IP修改为同网段，这里x可以自己定义。由于我的ZYNQ开发板是DHCP协议动态分配的，所以这里不需要修改。可以使用ping命令确保主机和开发板之间可以通信。
接下来是配置网关和DNS。
使用下面的命令来配置网关：

route add default gw 192.168.137.1

我做完这一步后，开发板已经可以联网，因此不再配置DNS，如有需要请自行上网搜索.
可以使用 ping baidu.com 来检查是否联网

安装PYNQ3.0环境

需要注意的是，pynq2.7之后的版本中，Pynq 和 jupyter 均运行在虚拟环境中（venv），虚拟环境路径为 /usr/local/share/pynq-venv/，在命令行输入python3和pip3均指向的是虚拟环境，可以输入 which python3 和 which pip3 来检查

使用下面的命令安装pynq3.0

pip3 install pynq==3.0.1 -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

直接这么安装会报错：

请添加图片描述

乍一看是Python环境中缺失了 pynqutils 这个库，但如果直接输入 pip3 install pynqutils -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple 安装，再次安装 pynq3.0.1 还是会报这个错。仔细查看错误信息，似乎是原本的python3.8环境（/usr/lib/python3/dist-packages/）中缺失了 pynqutils，而不是虚拟环境，但 pip3 明明指向的是虚拟环境中的，但安装时却仍然需要原本的python3.8环境中有 pynqutils，不管怎么说，在原本的python3.8环境中安装 pynqutils 即可。

输入 whereis pip3，找到原本的python3.8环境的pip3，我这里是 /usr/bin/pip3，输入下面命令

/usr/bin/pip3 install pynqutils -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

接下来重新安装 pynq3.0.1，即可安装成功

pip3 install pynq==3.0.1 -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

检查环境能否正常运行

新建一个 ipynb 文件，输入下面的代码运行

from pynq import allocate, MMIO
from pynq import Overlay
from pynq.lib.debugbridge import DebugBridge

会输出下面的警告：

请添加图片描述

第一个警告主要是目前 pydantic 的版本中移除了对应的字段，使用下面的命令安装旧版本的即可

pip3 install pydantic==1.10.19 -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

第二个警告主要是库文件 xrt_device.py 中下面的代码运行错误

请添加图片描述

其实目前环境中存在 xbutil，只是不支持 --version 这个选项，这里直接修改该函数，注释掉所有的代码，直接 return (0, 0, 0)

修改后再次运行代码，不再报警告。

参考博客基于ILA+DebugBridge（XVC）的ZYNQ在线调试生成位流，运行下面的代码，检查环境能否正确运行

xvc_test = Overlay("./xvc_test.bit")
print(xvc_test.is_loaded())
db = DebugBridge(xvc_test.ip_dict['debug_bridge_0'])
# 启动XVC服务器，指定参数来配置服务器的缓冲区长度、地址、端口、重连选项和输出模式
db.start_xvc_server(bufferLen=4096, serverAddress="192.168.137.19", serverPort=2542, reconnect=True, verbose=True)

注意 serverAddress 需要为开发板的IP地址，运行成功会输出 XVC server started，打开 Vivado 可以成功连接该开发板

不使用时记得关闭xvc服务器