基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)XBD文件設(shè)計

　　2 板級描述文件XBD

　　XBD(Xilinx Board Description)文件定義了電路板的功能模塊以及各個模塊與FPGA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(jìn)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：

　　①ATTRIBIJTE。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。

　　②PARAMETER。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。

　　③PORT。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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行通信。在GPIO的MPD文件描述中，對于I0_IN—TERFACE進(jìn)行了如下定義：