【ZYNQ Ultrascale+ MPSOC FPGA教程】第二十四章PS端SD卡讀寫

原創聲明：

本原創教程由芯驛電子科技（上海）有限公司（ALINX）創作，版權歸本公司所有，如需轉載，需授權并注明出處。

適用于板卡型號：

AXU2CGA/AXU2CGB/AXU3EG/AXU4EV-E/AXU4EV-P/AXU5EV-E/AXU5EV-P /AXU9EG/AXU15EG

vivado工程目錄為“ps_hello/vivado”

vitis工程目錄為“ps_sd/vitis”

本章介紹使用FatFs文件系統模塊讀取SD卡的BMP圖片，并通過DP顯示。

1. FatFs簡介

FatFs是一個通用的文件系統模塊，用于在小型嵌入式系統中實現FAT文件系統。FatFs的編寫遵循 ANSI C，因此不依賴于硬件平臺。它可以嵌入到便宜的微控制器中，如 8051, PIC, AVR, SH, Z80, H8, ARM等等，不需要做任何修改。

應用程序通過API函數來調用FatFs系統模塊，從而來控制SD卡這些存儲設備。

FatFs 系統提供了很多 API 函數，我們在下面列舉了以下我們例程中會用的的 API 函數。

f_mount - 注冊/注銷一個工作區域（Work Area）

f_open - 打開/創建一個文件

f_close - 關閉一個文件

f_read - 讀文件

f_write - 寫文件

關于 API 函數的介紹和說明，大家可以參考以下的網站進行更深一步的了解，這個網站上

給出來了每個 API 函數的使用說明和例子。

http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html

2. Vitis程序開發

1）打開Vitis軟件，我們已經為大家生成了一個sd_bmp的工程。這里需要配置BSP支持包的屬性，在Board Support Package Settings里選擇xilffs項，使能項目支持xilffs文件系統。

關于xilffs庫是Xilinx提供的FAT文件系統支持包，用戶可以調用庫里的API函數實現對

SD/eMMC等設備的操作。xilffs庫里主要包含FAT的文件系統(File System Files)和驅動層文件(Glue Layer Files)。

2） 關于xilffs庫的介紹和應用，大家可以參考以下Xilinx官網鏈接：

http://www.wiki.xilinx.com/xilffs

3） 接下來我們來看sd_bmp的工程代碼。在工程代碼里，我們需要把 SD 卡里存儲的 bmp格式的圖像數據讀出來，去掉圖像頭后放到DP的顯示緩沖區中，然后實現圖像在DP顯示器的顯示。

4）在bmp.c 文件里，我們添加了一個 bmp_read 的函數，在這個函數里首先用f_open函數打開一個 SD 卡里的bmp的圖片文件。然后讀取這個文件的前面 54 個字節，因為BMP圖像文件的前面54個字節為圖像頭文件，里面包含了圖像的像素大小信息。再一行一行的讀取圖像數據存到DP的 frame 顯示緩沖區中。

由于BMP的存儲是上下顛倒的，因此在bmp_read函數中調整了順序，存入frame緩存區。

5）同時我們也準備了BMP文件頭結構體，以及一些常用分辨率的圖像頭設置，放在bmp.h文件中。

6） 結合之前小貓圖片的顯示，將小貓圖片保存成bmp格式，保存到SD卡里，在bmp_write函數中，結合bmp頭和bmp數據，保存到SD卡。

7） 在main函數里，調用bmp_read函數實現一副圖像從SD卡讀取到DP顯示緩沖的存儲，這里的 BMP 圖像的文件名1.bmp需要和存儲在SD卡里的文件名一樣。用bmp_write，將小貓圖片寫入SD卡。

3.板上驗證

1) 首先需要先存一副1920*1080像素，24bit的BMP文件到SD卡里，文件名為1.bmp（文件在工程目錄下），開發板斷電情況下，把SD卡插入卡座里。

2) 開發板連接DP顯示器，然后上電，下載程序運行之后我們可以在DP顯示器上顯示SD卡里存儲的1.bmp文件的圖像。

3) 之后可將開發板斷電，將SD卡插到電腦上，可以看到多了CAT.BMP