基于OpenBus系統(tǒng)的FPGA嵌入式設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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1．3 創(chuàng)新電子設(shè)計(jì)平臺(tái)NanoBoard 3000
Altium Designer的創(chuàng)新電子設(shè)計(jì)平臺(tái)NanoBoard 3000，板載Xilinx公司的FPGA芯片Spartam XC3S 1400AN。通過(guò)USB接口，將裝有Altium Designer軟件的PC機(jī)與NanoBoard3000連接，Altium Designer軟件就可以與NanoBoard 3000直接通信，下載并交互地開(kāi)發(fā)和調(diào)試程序。設(shè)計(jì)過(guò)程中無(wú)需仿真環(huán)境，加快了開(kāi)發(fā)流程。
NanoBoard 3000板上資源豐富，含高級(jí)的I2S立體聲系統(tǒng)，有板載放大器、混音器及立體聲揚(yáng)聲器。全面的視頻輸出，包括S-Video、混合視頻的輸入輸出及VGA輸出。標(biāo)準(zhǔn)的存儲(chǔ)器接口，包括IDE、Compact flash及SD內(nèi)存卡。各種標(biāo)準(zhǔn)通信接口，包括USB、Ethemet、RS-232串口、CAN、pS／2 miniDIN。另外，還有各種通用開(kāi)關(guān)和LED。FPGA設(shè)計(jì)下載前需要配置管腳約束文件，目的是讓設(shè)計(jì)輸入輸出端口與目標(biāo)FPGA器件的管腳對(duì)應(yīng)起來(lái)。在Altium Designer軟件中進(jìn)行FPGA嵌入式設(shè)計(jì)，下載程序時(shí)，選擇自動(dòng)配置約束文件功能，就可為FPGA設(shè)計(jì)自動(dòng)添加管腳約束文件。
2 基于OpenBus系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
文中基于OpenBus系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)32位處理器TSK3000A控制LED的FPGA嵌入式工程。將嵌入式程序代碼“嵌入”到TSK3000A處理器中，在軟件平臺(tái)搭建器SwPlatform提供底層驅(qū)動(dòng)程序的基礎(chǔ)上，用C語(yǔ)言編寫(xiě)應(yīng)用程序代碼，控制NanoBoard 3000開(kāi)發(fā)板上的LED。同時(shí)，自動(dòng)配置FPGA約束文件，在創(chuàng)新電子平臺(tái)NanoBoard 3000上下載程序。程序下載調(diào)試成功后，可以看到LED的亮暗情況與嵌入式代碼中預(yù)先設(shè)計(jì)的一樣，表明設(shè)計(jì)是完全正確的。
2．1 OpenBus 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與頂層原理圖設(shè)計(jì)
在Altium Designer中新建一個(gè)FPGA工程，為工程添加原理圖文件和OpenBus文件。打開(kāi)OpenBus Palette面板，調(diào)用LED Controller、連接器Interconnect、32-bit RISC Processor TSK3000A、SBAM Controller等元件，合理配置OpenBus器件參數(shù)，完成OpenBus文件的設(shè)計(jì)，如圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/189725.htm
將圖3的OpenBus文件生成原理圖符號(hào)，在設(shè)計(jì)的頂層原理圖中調(diào)用。調(diào)用FPGA設(shè)計(jì)元件庫(kù)中的其他外圍組成電路的元器件，連線完成頂層原理圖的設(shè)計(jì)，如圖4所示。
2．2 軟件平臺(tái)搭建器SwPlatform與嵌入式代碼設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)中要用32-bit RISC Processor TSK3000A處理器來(lái)控制LED，需要添加LED的驅(qū)動(dòng)程序，如圖5所示。在器件棧中選擇Import from FPGA按鈕，Altium Designer將自動(dòng)檢查FPGA工程，添加LED Controller和LED Controller Drive，這樣就為L(zhǎng)ED器件完成了硬件驅(qū)動(dòng)程序的添加。
評(píng)論