从零开始手把手教你安装 Vitis:避开90%新手踩过的坑
你是不是也曾在尝试搭建 FPGA 开发环境时,被一堆术语和报错劝退?“vitis: command not found”、“图形界面打不开”、“许可证验证失败”……这些看似琐碎的问题,往往卡住整个项目进度。
别急。本文不讲空话,也不复制官网文档,而是以一名实战工程师的视角,带你从零完成 Xilinx Vitis 平台的完整部署与配置,涵盖前期准备、安装流程、关键组件解析、常见问题排查,以及后续开发所需的最小化验证方案。
我们聚焦一个核心目标:让你在 Linux 系统下顺利跑通第一个 Vitis 工程。
为什么是 Vitis?它和 Vivado 到底什么关系?
很多初学者一上来就搞混了Vivado和Vitis的分工,结果装了一堆工具却不知道从哪下手。
简单来说:
- Vivado是干“硬件活”的 —— 画电路图、综合逻辑、生成比特流(
.bit或.xclbin)。 - Vitis是干“软件活”的 —— 写 C/C++ 应用程序、调用 FPGA 加速核、做系统级调试。
你可以理解为:
Vivado 构建舞台(硬件平台),Vitis 在舞台上表演(运行代码)
举个例子:你要做一个图像识别系统,用 Zynq UltraScale+ MPSoC 芯片。那么:
- 先用 Vivado 把 ARM 处理器 + DDR 控制器 + 自定义加速 IP 搭起来,导出
.xsa文件; - 再把
.xsa导入 Vitis,创建 Linux 或裸机应用工程,写 AI 推理代码; - 最后编译生成可执行文件 + 比特流,烧录到板子上运行。
所以,Vitis 不是替代 Vivado,而是它的延伸。两者必须版本一致、协同工作。
安装前必看:你的系统达标了吗?
别急着下载安装包!先确认以下几点,否则后面全是白忙。
✅ 推荐环境(亲测稳定)
| 项目 | 建议配置 |
|---|---|
| 操作系统 | Ubuntu 20.04 LTS x86_64(首选) Ubuntu 18.04 LTS 也可 |
| 内存 | ≥16GB RAM(建议 32GB) |
| 硬盘空间 | ≥100GB 可用空间(强烈推荐 SSD) |
| 用户权限 | 需要sudo权限安装依赖库 |
⚠️ 注意:
-Windows 支持有限:虽然能装,但远程调试、AI 编译等高级功能受限,强烈建议使用 Linux 主机。
-虚拟机可以吗?可以,但需开启虚拟化支持(VT-x/AMD-V),并分配足够资源。VMware Workstation / VirtualBox 均可,推荐桥接网络模式。
Step 1:准备工作——别跳过这一步!
安装系统依赖库
Xilinx 工具链对底层库有严格要求,尤其是图形界面和通信模块。提前装好这些依赖,能避免 80% 的启动失败问题。
sudo apt update sudo apt install -y \ libssl-dev \ libcurl4-openssl-dev \ libexpat1-dev \ libgtk-3-dev \ libtinfo5 \ ncurses-compat-libs \ wget重点说明:
-libtinfo5:解决常见的libtinfo.so.5: cannot open shared object file错误。
-libgtk-3-dev:保障图形化安装程序正常显示。
- 如果你是 CentOS/RHEL 用户,请用yum或dnf安装对应包。
Step 2:下载并解压安装包
前往 Xilinx 官网下载页面 下载最新版统一安装程序。
📌 当前主流版本为2023.2(截至2025年仍广泛使用),文件名类似:
Xilinx_Unified_2023.2_1016_1_Lin64.bin下载完成后:
chmod +x Xilinx_Unified_2023.2_1016_1_Lin64.bin ./Xilinx_Unified_2023.2_1016_1_Lin64.bin或者如果你拿到的是.tar.gz包:
tar -xzf Xilinx_Unified_*.tar.gz cd Xilinx_Unified_* ./xsetupStep 3:图形化安装向导实操指南
运行./xsetup后会弹出 GUI 安装界面。以下是关键选项设置建议:
① 登录账户
- 使用你的 Xilinx 账号登录(免费注册即可)
- 若无企业 License,选择WebPACK License(支持部分器件)
② 选择产品
勾选你需要的组件:
✅ 必选:
- Vivado HL System Edition
- Vitis Core Development Kit
- Xilinx Runtime (XRT)
✅ 按需添加:
- Vitis HLS(用于 C++ 转硬件)
- Vitis AI(AI 推理专用)
- Model Composer(Simulink 用户)
💡 小贴士:首次安装建议全选常用项,后期可通过Add Design Tools补装。
③ 设置安装路径
建议路径:/opt/Xilinx/Vivado/2023.2和/opt/Xilinx/Vitis/2023.2
⚠️ 避免中文路径、空格或特殊字符!
④ 许可证选择
- 新用户选Get Free WebPACK License
- 企业用户上传
.lic文件 - 若无法联网,可离线申请节点锁定许可
等待安装完成(约 60–90 分钟,视硬盘速度而定)
Step 4:配置环境变量——让命令行认得清
安装完还不算完!必须配置环境变量,否则终端里敲vivado或vitis会提示“找不到命令”。
编辑~/.bashrc:
nano ~/.bashrc在文件末尾添加:
# Xilinx Tools Environment Setup source /opt/Xilinx/Vivado/2023.2/settings64.sh source /opt/Xilinx/Vitis/2023.2/settings64.sh source /opt/Xilinx/XRT/setup.sh保存退出后执行:
source ~/.bashrc现在你可以在任意终端中直接输入vivado或vitis启动工具了。
Step 5:验证安装是否成功
三步快速检查:
1. 查看版本信息
vivado -version vitis -version输出应类似:
Vivado v2023.2 (64-bit) Vitis v2023.22. 检查 XRT 是否就绪
xbutil scan如果有 FPGA 设备连接(如 Alveo 卡或 ZCU102 开发板),你会看到设备列表:
Device present: 1 [0] xilinx_u280_xdma_201920_3没有硬件也没关系,只要命令不报错就行。
3. 启动 Vitis 图形界面
vitis &如果弹出欢迎界面,恭喜你,安装成功!
关键组件精讲:它们到底干什么用的?
很多人装完了也不知道每个工具是干嘛的。下面我挑最关键的几个讲透。
🔧 XRT(Xilinx Runtime):FPGA 的“操作系统内核”
你可以把 XRT 理解成 FPGA 的“驱动 + 运行时管理器”。它负责:
- 加载
.xclbin比特流到 PL 端 - 管理内存分配与 DMA 传输
- 提供标准 API 让应用程序调用硬件加速器
就像 CUDA 对 GPU 一样,XRT 是 Vitis 应用与 FPGA 之间的桥梁。
典型代码片段(C++):
auto device = xrt::device(0); // 获取设备 auto uuid = device.load_xclbin("kernel.xclbin"); // 下载比特流 auto kernel = xrt::kernel(device, uuid, "vector_add"); // 实例化内核👉 安装时务必勾选 XRT,否则你的程序根本没法和硬件通信。
🚀 Vitis HLS:把 C++ 变成硬件电路
传统 FPGA 开发要用 Verilog 写寄存器传输级代码,门槛高、周期长。
而Vitis HLS允许你用 C/C++ 写算法,自动转换成硬件模块(IP 核)。比如你写了个矩阵乘法函数,HLS 能把它变成一个高速流水线电路。
但它不是万能的!注意限制:
❌ 禁止使用:
-malloc/free
- 递归函数
- 动态数组
✅ 建议使用:
- 固定长度循环(编译期常量)
-ap_int<N>类型(比 int 更高效)
-#pragma unroll展开循环提升并行度
应用场景:雷达信号处理、视频编码、加密算法加速。
🤖 Vitis AI:在 FPGA 上跑深度学习模型
这是目前最火的应用方向之一。Vitis AI让你在 FPGA 上部署 TensorFlow/PyTorch 模型,实现低延迟、高能效的边缘 AI 推理。
流程四步走:
- 训练模型(PyTorch/TensorFlow)
- 量化为 INT8(通过 DNNDK 工具链)
- 编译成
.xmodel(适配 DPU 指令集) - 在板端用 VART 运行
示例代码(C++):
auto graph = xir::Graph::deserialize("resnet50.xmodel"); auto runner = vart::Runner::create_runner(graph->get_root_subgraph(), "run"); runner->execute_async(inputs, outputs); runner->wait(job_id.first, -1);适合场景:工业质检相机、智能门禁、无人机视觉导航。
常见问题 & 解决方案(真实踩坑记录)
| 问题现象 | 原因分析 | 解决方法 |
|---|---|---|
vitis: command not found | 环境变量未生效 | 检查settings64.sh是否 source 成功 |
| 安装程序闪退或卡死 | 显卡驱动不兼容(尤其 NVIDIA) | 使用-nographics参数:./xsetup -b ConfigWizard |
提示libtinfo.so.5找不到 | Ubuntu 20.04 默认装的是libtinfo6 | sudo apt install libtinfo5 |
xbutil scan显示 no device | 板子没连好 or 驱动未加载 | 检查 USB/JTAG 连接,加载xocl内核模块 |
| License 无效 | 时间不同步 or 服务器 unreachable | 设置 NTP 时间同步,更换本地 lic 文件 |
💡 经验之谈:遇到问题先查日志!主要日志位置:
- 安装日志:
~/.Xilinx/install_config.txt - Vitis 日志:
~/workspace/.metadata/.log - XRT 日志:
dmesg | grep xocl
设计建议:如何避免未来踩坑?
✔ 版本一致性原则
确保以下组件版本完全一致:
- Vivado
- Vitis
- XRT
- 目标板上的 Petalinux 内核版本
- DPU 固件版本(若使用 Vitis AI)
否则可能出现.xsa无法导入、.xclbin加载失败等问题。
✔ 权限管理技巧
FPGA 设备节点(如/dev/xclmgmt*)默认只有 root 可访问。解决办法:
创建 udev 规则:
sudo nano /etc/udev/rules.d/99-xilinx-fpga.rules写入:
SUBSYSTEM=="xclmgmt", MODE="0666" SUBSYSTEM=="xocl", MODE="0666"重新插拔设备即可生效。
✔ 远程开发支持
推荐使用Remote System Explorer (RSE)插件,在 Vitis 中直接连接开发板进行调试。
步骤:
1. 板子启用 SSH
2. 在 Vitis 中添加远程连接
3. 直接上传可执行文件并运行
大幅提升开发效率。
总结:你现在 ready 了吗?
到现在为止,你应该已经完成了:
✅ 系统环境准备
✅ Vitis 全套工具安装
✅ 环境变量配置
✅ 安装结果验证
✅ 关键组件理解
✅ 问题应对策略掌握
下一步就是:打开 Vitis,新建一个 Application Project,试试能不能编译出第一个“Hello World”裸机程序,或者跑通一个简单的向量加法加速 demo。
记住一句话:
FPGA 开发的第一道坎不是语法,而是环境搭建。你跨过去了,就已经赢了大多数人。
如果你在过程中遇到了其他问题,欢迎留言交流。我会持续更新这份指南,让它真正成为开发者手中的“避坑地图”。
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