當你可以修改點亮LED燈那個實驗led_test.sh, 改變LED點燈的速度,以及順序時, 一定想知道究竟發生了什么, 憑什么一個簡單的腳本, 就在Linux的用戶層控制板子上的某一個硬件,比如說,燈。

對于習慣了在單片機環境下無操作系統裸奔C/匯編的兄弟來說, 上面的問題似乎有些多余. 直接對某個地址進行讀寫操作, 這個地址經過譯碼，對應的管腳，連到板子上LED，不就可以控制LED了嗎。

這就說來話長了．簡言之，Linux 為了給每個進程一個獨立的地址空間，特意劃分了用戶空間和內核空間。內核空間可以對物理地址操作，用戶空間只是虛地址。　而內核與用戶空間程序接口，采用特殊文件系統。也就是看上去像文件，其實連接到系統和設備的系統。比較老的有devfs文件系統位于設備驅動/dev，或者procfs位于/proc。當然，還有比較新的sysfs文件系統。

Led_test.sh, 采用的就是sysfs文件系統。　這個文件系統的特點吧，主要是可以一層一層壘硬件的驅動，比如先總線驅動，再某個USB驅動，在USB掛載的設備的驅動。這比/dev一個設備驅動包括所有相關設備層次清晰很多。在linux內核2.6以后才有的。　

對sysfs先來點感性認識，在ZED任何一個終端窗口輸入

sudo echo 61 > /sys/class/gpio/export
sudo echo out > /sys/class/gpio/gpio61/direction
sudo echo 1 >/sys/class/gpio/gpio61/value
sudo echo 0 >/sys/class/gpio/gpio61/value

你可以手工點亮或滅掉LD0那盞燈

輸入命令的時候, 到底發生了什么, 信號是怎么傳遞的呢 ? 先大致了解一下,具體細節在書的后續章節還會詳細說明

第一步,設備驅動控制GPIO的寄存器. 這就需要交給Linux 設備驅動來完成了。相關的介紹請參考書本在13.2節找到 .　
第二步,那么GPIO的寄存器地址是多少，有如何控制呢？ 我們可以在Xilinx ug585 找到

第三步,GPIO是如何在PL那邊,也就是FPGA連接到芯片的管腳上的呢?　需要參考這個設計的硬件部分

zedboard上的linaro-ubuntu demo所使用的硬件工程。

其中對于zedboard的system.ucf中我們可以找到如下約束．比如，LD0那盞燈，是PS側的processing_system7_0_GPIO<7>　通過PL測，連到管腳T22上的。

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# #
# On-board LED's #
# #
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net processing_system7_0_GPIO<7> LOC = T22 | IOSTANDARD = LVCMOS33; # LD0
net processing_system7_0_GPIO<8> LOC = T21 | IOSTANDARD = LVCMOS33; # LD1
net processing_system7_0_GPIO<9> LOC = U22 | IOSTANDARD = LVCMOS33; # LD2
net processing_system7_0_GPIO<10> LOC = U21 | IOSTANDARD = LVCMOS33; # LD3
net processing_system7_0_GPIO<11> LOC = V22 | IOSTANDARD = LVCMOS33; # LD4
net processing_system7_0_GPIO<12> LOC = W22 | IOSTANDARD = LVCMOS33; # LD5
net processing_system7_0_GPIO<13> LOC = U19 | IOSTANDARD = LVCMOS33; # LD6
net processing_system7_0_GPIO<14> LOC = U14 | IOSTANDARD = LVCMOS33; # LD

第四步，T22那個管腳是如何連到真正的燈上的，需要參考ZED板的文檔：

2.7.3 User LEDs
The ZedBoard has eight user LEDs, LD0 – LD7. A logic high from the Zynq-7000 AP SoC I/O causes the LED to turn on. LED’s are sourced from 3.3V banks through 390Ω resistors.
Signal Name Subsection Zynq pin
LD0 PL T22
LD1 PL T21
LD2 PL U22
LD3 PL U21
LD4 PL V22
LD5 PL W22
LD6 PL U19
LD7 PL U14
LD9 PS D5 (MIO7)

我們可以看到LD0-LD7 都是PL部分的，也就是說這些都是EMIO，從PL的管腳連出。那么，EMIO是如何在設計中定義了processing_system7_0_GPIO這個端口呢？需要看xps

?

2.我們可以在ports tag中找到這個標簽。

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3.同時system.mhs中就會自動出現這個定義

?

這樣，從操作系統的腳本一直到點亮LED，我們順藤摸瓜,找到了軟件側，PS側，可擴展IO側，PL側所有相關文檔和信號，完成了最簡單的一個穿越軟件，硬件，I/O, 板卡的All Programmable 之旅。