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          采用FPGA的嵌入式系統(tǒng)XBD文件設(shè)計

          作者: 時間:2012-09-10 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          隨著可編程邏輯器件的不斷進步和發(fā)展,

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/148416.htm


            MHS和MSS都是根據(jù)要求在EDK環(huán)境下生成的。MHS包含了對整個的定義,包括處理器、總線、外圍設(shè)備、地址空間等,用于整個硬件平臺的綜合、實現(xiàn);MSS包含了操作、設(shè)備驅(qū)動等信息,將其輸入到庫生成器(Libgen),產(chǎn)生應(yīng)用程序中需要的驅(qū)動程序及Xilinx的調(diào)用庫?! ?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/嵌入式">嵌入式開發(fā)軟件EDK為人員提供了自動化的向?qū)?mdash;—BSB(Base System Builder),可以指引工程師快速完成整個過程。在利用BSB創(chuàng)建系統(tǒng)過程中,利用嵌入式硬件平臺的文件對板級各個功能電路的描述,按步驟選擇需要的電路模塊添加到MHS文件中,從而減少出現(xiàn)錯誤的可能,降低學(xué)習(xí)難度。因此,一個新的嵌入式硬件平臺確定以后,在EDK中針對開發(fā)板進行嵌入式系統(tǒng)開發(fā),可以利用相應(yīng)的文件,快速建立一個基于的嵌入式系統(tǒng)。


          2 板級描述文件

            XBD(Xilinx Board Description)文件定義了電路板的功能模塊以及各個模塊與芯片的接口情況,利用BSB可以將XBD文件中包含的功能模塊加入到要建立的嵌入式系統(tǒng)中。

            在EDK的安裝目錄下,Xilinx公司為設(shè)計者提供了一些開發(fā)板的XBD文件。但是,一個新的嵌入式硬件平臺建立后,想要在EDK軟件中利用BSB向?qū)ёx取硬件電路的信息,從而高效無誤地產(chǎn)生FPGA嵌入式系統(tǒng),需要針對電路板上的各個單元電路設(shè)計新的XBD文件來描述硬件平臺的信息。通常,一個XBD文件包括如下信息:

            ◆電路板所支持的功能模塊的FPGA接口;

            ◆每個模塊的屬性、參數(shù)、端口定義;

            ◆不同端口或模塊間的連接信息;

            ◆每個FPGA引腳的UCF約束信息。

            由于XBD文件是對硬件各功能模塊的描述,因此在設(shè)計XBD過程中也是以模塊的形式來表示電路板信息的,而且各個功能塊的描述具備相似的結(jié)構(gòu),使用相同的賦值命令進行具體參數(shù)定義。

            2.1,模塊的定義

            一個完整的模塊定義如下:

            BEGIN

            :

            END

            關(guān)鍵字BEGIN表示一個新的模塊開始,后面是要定義模塊的類型,中間部分是與描述IP核行為的MPD文件相對應(yīng)的各種參數(shù)。當(dāng)前,XBD文件能夠識別3種類型的模塊定義:

           ?、買O_INTERFACE。IO_INTERFACE指定了一個電路板上的物理模塊(不包括FPGA本身),每一個IO—INTERFACE在板上應(yīng)該有一個在FPGA中使用的軟IP核與之相對應(yīng)。

           ?、贗O_ADAPTER。IO_ADAPTER指定了連接IO_INTERFACE引腳與相應(yīng)軟IP端口的軟膠合邏輯。

           ?、跢PGA。FPGA模塊代表FPGA本身。

            2.2 賦值命令

            每個BEGIN—END模塊包括多個賦值命令。賦值命令至少包括一個name—value對,還可以加入多個name—value子對。

            賦值命令包括:

           ?、貯TTRIBIJTE。ATTRIBUTE命令是對屬性命名的關(guān)鍵字。對于經(jīng)過ATTRIBUTE賦值的對象,EDK工具會執(zhí)行某種操作或以特定的方式使用該對象。ATTRIBUTE賦值命令可以在BEGIN—END模塊內(nèi)部或者外部使用。

           ?、赑ARAMETER。PARAMETER命令將IP核中的PARAMETER參數(shù)同XBD文件中的IO_INTERE、ACE聯(lián)系在一起,且PARAMETER命令只能在IO_INTERFACE模塊內(nèi)部使用。

           ?、跴ORT。PORT命令用來指定電路板上各個模塊(包括FPGA)的連通性,只能在IO_INTERFACE和IO_ADAPTER模塊內(nèi)使用。

            PARAMETER和PORT命令后能夠跟隨子屬性,每一個子屬性也是name—value對。子屬性必須同PA—RAMETER和PORT命令在同一行,并且用逗號隔開。

            3 XBD文件的設(shè)計實現(xiàn)

            在基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)中,無論是硬核Power—PC還是軟核Microblaze處理器,都是通過IP核的方式與周圍設(shè)備進行操作的,因此,在XBD中定義電路模塊時要選擇與實際電路相對應(yīng)的IP核。在描述IP核行為的MPD文件中,定義了IP核的各種參數(shù),I0_INTERFACE的子屬性IOTYPE決定了該IP核是否能夠與電路板上的特定模塊進行連接,通過查看MPD文件的信息就可以知道該IP的功能及其各種參數(shù)。例如,對于電路板上的4個LED顯示單元,為了能夠利用BSB將其加入到嵌入式系統(tǒng)中,需要在XBD文件中定義一個能夠?qū)?個LED進行操作的模塊。在基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)中,處理器通過通用I/O接口GPIO對LED進行操作,故LED在XBD中要定義一個IOTYPE為GPIO的I0_INTER—FACE模塊,表示可以通過這個模塊與實際電路板上的I/O進行通信。在GPIO的MPD文件描述中,對于I0_IN—TERFACE進行了如下定義:

          linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解(linux不再難懂)

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