• RiscV Prozessor auf Orangecrab synthetisieren
• Linux darauf booten
• MicroPython darauf booten

• Wir haben: orange_crab 85F
• dfu modus um bitstream zu patchen: button gedrückt halten auf dem orangecrab board bis die LEDs nicht mehr flashen, sondern pulsieren -> dann dfu ready, je nach geladener executable muss man das während dem anstecken machen
• exit dfu mode: dfu-util --alt 0 --detach
• das board hat 2 DFU-Interfaces:
  • ALT 0: BITSTREAM # hier kann man riscv code aufspielen
  • ALT 1: RISC-V FIRMWARE # das ist der FPGA bitstream

Docs

• Hersteller - discontinued
• Linux VexRisc LiteX
  • links to fork of Lattice ECP5 FPGA Toolchain using Yosys and nextpnr
  • if possible we want to use upstream
• OSS-Cad-Suite installieren
• Diesen Instruktionen folgen um LiteX zu installieren
• Herunterladen von prebuilt binaries für den OrangeCrab
• Im wesentlichen diesen Instruktionen folgen
• Das war alles nix, daher nächster Versuch mit diesem Docker-Image von hier

• Anleitung
• Micropython-Repo
• Gibt evtl. noch einen neueren Branch von Ihm: suarezvictor's fork
• Alternative: CircuitPython

TODO

• modify build scripts to place build folder in top level instead of in in linox-on-litex folder
  • probably we don't need it anymore? cold be that we need something like micropython-on-litex?
  • wir brauchen aber auch irgendwelche hardwareinformationen aus dem litex projekt
• Vermutung die nix toolchain hardcoded die libc aus dem nix store, anstatt die aus dem litex projekt gebaute libc zu verwenden

• Beispiele

Was haben wir gemacht

31-load-bare-boanes-blinker.sh

• Zephyr on vexriscv bauen
  • Zephyr Docs zum bauen
  • Resultat: keine gute Idee, Zephyr viel zu komplex, insbesondere für den Anfang
• Micropython dafür bauen sollte dafür einfach sein weil nativ unterstützt

Diesen Build Anweisungen folgen wir

• siehe Scripte 21-29

• Welche scripte haben wir ausgeführt

  • bin/install-litex.sh
  • bin/build-bitstream-for-orangecrab.sh
  • bin/load-bitstream-for-orangecrab.sh

  • missing: compile-linux-for-orangecrab

  • bin/load-linux-for-orangecrab.sh

Damit haben wir ein Linux (pre-compiled downlaoded from bug...) gestartet und kriegen eine shell auf dem gerät.

Nächste Experimente:

• können wir die gebaute orangecrab.dtb statt der downloaded rv32.dtb verwenden? Oder die gebaute rv32.dtb?
• können wir ein neueres (downloaded from somewhere) Image und rootfs.cpio verwenden?

Vermutlich kommen wir weiter wenn wir der ci von zepyhr-on-litex folgen

hat nicht funktioniert

• Installation OSS-CAD-Suite
• [Installation litex] git clone git@github.com:enjoy-digital/litex.git
  • Virtualenv aktivieren, init + install
• brew install riscv64-elf-binutils brew install riscv64-elf-gcc

Resultat: Alles schit, die distribution ist kacke, ab in Docker damit.

• Gibts angeblich hier oder hier
  • Herausfinden ob das current und gepflegt ist

• WebAssembly Packages Yosys
• Alles außer Xylinx Support, dafür aktuell
• Docker Images for f4pga
• How to use the Docker Images
• What images exist and what do they contan
• How to run the picosec demo
• Hardware Description Languages packages
• Hardware Description Languages containers
• Documentation for HDL containers
• Homebrew Repository for Open-Source FPGA Tools
• Arty A7 Reference Manual
• F4PGA hardware support status
• Zephyr Dependencies
• Zephyr installing west (build tool)
• Zephyr repo
• Zephyr how to build an application
• Zephyr LiteX VexRiscV

• Checkout f4pga-examples

  git clone https://github.com/chipsalliance/f4pga-examples
  cd f4pga-examples

• Start toolchain with docker

  docker run --rm -it \
      -v /$(pwd)://wrk \
      -w //wrk \
      gcr.io/hdl-containers/conda/f4pga/xc7/a50t

• Run the toolchain in the container to generate the designs

  TARGET="arty_35" make -C xc7/picosoc_demo

• Install the openFPGALoader via homebrew and then run that on the host

  TARGET="arty_35" make -C xc7/picosoc_demo download

• Install cross compilation toolchain (TODO check if this is really required fro this):

  apt update
  apt install gcc-riscv64-linux-gnu
  

• Build CPU

  # normaler build, kein ethernet, 32k rom
  ./src/litex/litex/boards/targets/arty.py --toolchain=symbiflow --cpu-type=vexriscv --sys-clk-freq 80e6 --output-dir build/vexriscv/arty_35 --variant a7-35 --build
  # ethernet, 64kb rom (32 lief über)
  ./src/litex/litex/boards/targets/arty.py --toolchain=symbiflow --cpu-type=vexriscv --sys-clk-freq 80e6 --output-dir build/vexriscv/arty_35 --variant a7-35 --build --with-ethernet --integrated-rom-size 65536
  

• Deploy

  openFPGALoader -b arty_a7_100t ./xc7/litex_demo/build/vexriscv/arty_35/gateware/arty.bit
  

• Connect via Serial: baud: 115200, data bits: 8, parity: none, stop bits: 1, path: /dev/cu.usbserial-210319B580D41 (serial port 2)

git clone --recursive https://github.com/litex-hub/zephyr-on-litex-vexriscv.git

cd zephyr-on-litex-vexriscv

# compilation needs to happen in container (slow, so make a checkpoint at some point after the build to speed up future builds)
docker run --rm -it \
      -v /$(pwd)://wrk \
      -w //wrk \
      gcr.io/hdl-containers/conda/f4pga/xc7/a50t

apt update
apt install gcc-riscv64-linux-gnu cmake
pip install requests packaging west

conda config --system --set always_yes yes
conda install -c timvideos gcc-riscv64-elf-nostdc openocd meson

source init

./make.py --board=arty --variant=a7-35 --build --toolchain=symbiflow --sys-clk-freq=80e6

now we can connect via serial (port 2!!) on the host

openFPGALoader -b arty_a7_100t zephyr-on-litex-vexriscv/build/digilent_arty/gateware/digilent_arty.bit

Back in the container:

This is problematic, we want a newer version of python for the current dependencies, but the image has python3.7. The images theoretically could build with newer debian versions, but thats currently broken.

What can we do?

• Debug the github actions and understand why they don't work
• Go back to an older version of zephyr.
• Look for packaged toolchains in some linux distributions

The last option is probably much easier for now.

conda deactivate
mkdir west
cd west
python3.11 -m venv venv
source venv/bin/activate
pip install west
apt install git
west init . && \
west update && \
west zephyr-export && \
pip install -r zephyr/scripts/requirements.txt

• in dem docker container zephyr bauen ist explodiet. Ausgerechnet tar…

Wir haben auf macos den zephyr sdk native installiert https://docs.zephyrproject.org/latest/develop/getting_started/index.html#install-zephyr-sdk

https://github.com/zephyrproject-rtos/sdk-ng/releases/

In $HOME/.local/opt

brew install cmake ninja meson

pipx install west
mkdir west
cd west
west init .
west update
west zephyr-export
mkvirtualenv west
pip install -r zephyr/scripts/requirements.txt

cd zephyr
west build -p always -b litex_vexriscv samples/hello_world

bash
cd zephyr-on-litex-vexriscv
source init
litex_term.py  /dev/tty.usbserial-210319B580D41 --speed 115200 --kernel ../west/zephyr/build/zephyr/zephyr.bin

• MacOS Tools (screen, kermit) sind nicht in der Lage sich mit 460800 baud auf eine Serielle zu verbinden
  • Versucht man es, kommen 9600 baud heraus.
  • Serial 2 geht!
• stty kann angeblich dieses Setting einstellen

• Zephyr
  • Zephyr zum Laufen kriegen
  • Micropython darauf an den Start kriegen
• Es gibt auch einen nativen Port von MicroPython auf VexRisc
  • LiteX Build Environment
  • LiteX Micropython
  • Vermutlich ist das neuer
• Hier hat auch jemand irgendwas mit GUI gebaut. Ist das relevant?
• Hinkriegen das wir ein VGA output haben den wir via FrameBuffer ansprechen können. Unklar wo das her kommt, weil vermutlich noch nicht enthalten. Hier gibts eine Demo wie man das integriert
• Micropython PNG Loading
• Micropython NumPy

• HDL Container Images
• The Image we are using

Die alten Docker images sind… 💩 Alles mögliche ist in dem Virtualenv installiert was da nicht reingehört. (Das liegt vielleicht an Conda?).

Inzwischen scheint die Packetierung der Tools viel besser geworden zu sein, vielleicht kann man inzwischen sogar nativ installieren? -> homebrew, nix.

Ein nix flake angeben zu können für: Damit kann man das ausprobieren in einer nix-shell wäre schon fein.

Einige Links um zu starten:

• LiteX BuildEnv
• MicroPython port für LiteX FPGA
• Aktuelle Getting-Started Doku für F4PGA