可编程片上系统开发平台.ppt

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1、可编程片上系统开发平台何宾2012.02本章内容该章描述在Xilinx嵌入式开发套件（XilinxDevelopmentKit，XDK）嵌入式系统工具的结构和设计流程。XDK用于开发基于MicroBlaze软核和PowerPC硬核处理器的SOPC系统。该章的主要内容包括：EDK简介、设计流程概述、平台开发结构的工具。Xilinx的EDK工具主要包含：XilinxPlatfromStudio（XPS）人机界面、嵌入式系统工具套件、嵌入式处理IP核，例如处理器和外设、PlatformStudioSDK（SoftwareDevelop

2、mentKit，SDK）。SDK基于Eclipse开放源码框架，可以选择使用SDK开发自己的嵌入式软件应用程序（从EDK13.1开始，必须在SDK内开发软件应用程序）。设计流程及EDK工具-设计流程EDK中所提供的工具用来完成嵌入式设计的整个过程。图5.1给出了基于EDK的基本嵌入式设计流程。图5.1EDK嵌入式设计流程处理器硬件开发验证文件生成设计实现芯片配置软件开发软件调试软件统计分析芯片配置SDK软件开发工具ISE设计套件嵌入式和系统版本也包括在ISE设计套件嵌入式和系统版本中硬件平台设计流程及EDK工具-建立硬件平台Xi

3、linx的FPGA技术允许设计者在处理器子系统中定制硬件逻辑。这种定制不可能使用标准的现成的微处理器或控制器芯片。“硬件平台”是指设计人员根据应用的需要而使用Xilinx的技术建立的灵活地、嵌入式处理子系统。硬件平台是由一个或多个处理器或外设连接到处理器总线构成的。EDK通过微处理器硬件规范(MicroprocessorHardwareSpecification，MHS）文件记录硬件平台信息。设计流程及EDK工具-软件平台建立软件平台是软件驱动和用于建立应用程序的操作系统（可选）组成的。所建立的软件映像文件只包含用户所使用到的一

4、部分Xilinx的库。EDK通过微处理器软件规范（MicroprocessorSoftwareSpectifcation，MSS）记录软件平台信息。设计人员可以在软件平台运行多个应用程序。设计流程及EDK工具-使用仿真的硬件平台验证验证硬件平台的正确功能，设计人员可以建立一个仿真模型，并且在HDL仿真器上运行。当仿真系统时，处理器运行可执行文件。设计人员可以选择建立行为、结构或者精确的时序仿真模型。设计流程及EDK工具--使用调试的软件验证调试嵌入式软件的基本技术是加载设计到所支持的开发板和使用调试工具去调试处理器。作为可选择的

5、方式，设计人员可以使用指令集仿真器或简化系统仿真器模型（“虚拟平台”）运行在主机上来调试设计代码。设计人员可以通过概要分析代码的执行来估计系统性能。设计流程及EDK工具-芯片配置一旦软件和硬件平台建立完成，设计人员可以为FPGA建立一个的配置比特文件。对于原型设计，当连接主机和芯片时，设计者可以在下载比特流时，将希望运行在嵌入式平台上的软件同时下载。对于产品，设计人员将配置比特流和软件保存在和FPGA连接的非易失性存储器中。设计流程及EDK工具-EDK工具图5.2EDK工具的结构设计流程及EDK工具-EDK工具设计环境Xilin

6、xPlatformStudio(XPS)集成设计环境GUI，在这个集成环境中可以创建完整的嵌入式设计。XilinxSoftwareDevelopmentKit(SDK)集成设计环境GUI，是对XPS的补充，用来帮助设计人员开发软件应用功能（从13.1开始，专用于软件应用的开发）。EDK命令行或“非Windows”模式允许设计人员运行嵌入式设计流程或从命令行改变工具选项。硬件开发TheBaseSystemBuilder(BSB)向导通过使用支持的开发板或通用的基本功能，允许设计人员快速地建立一个嵌入式设计。Xilinx推荐使用BS

7、B建立最初的项目创建。TheCreateandImportIPWizard辅助设计人员添加自己的外设到设计中。建立相关的目录或数据文件，保证外设能被EDK工具识别。ConfigureCoprocessorWizard帮助设计人员添加协处理器到CPU。PlatformGenerator(Platgen)以HDL或实现的网表文件在片上构造可编程系统设计流程及EDK工具-EDK工具软件开发LibraryGenerator(Libgen)构建一个软件平台，该软件平台由定制的软件库、驱动程序和OS构成。GNUCompilerTools(G

8、CC)基于库产生器建立的平台，建立软件应用程序。验证XilinxMicroprocessorDebugger(XMD)打开shell用于软件下载和调试，也提供通道用于GNU调试器访问设备。GNUDebugger(GDB)调试软件的GUI，基于仿真模型或目标设备。