【正文】 （1）在產(chǎn)生網(wǎng)表時，XPS調(diào)用平臺創(chuàng)建工具Platgen來進行一系列的工作：包括讀取MHS文件，產(chǎn)生MHS文件對應(yīng)的HDL，利用Xilinx綜合技術(shù)來綜合設(shè)計，最后產(chǎn)生網(wǎng)表文件。因此用戶要編輯MHS文件時，Xilinx推薦使用系統(tǒng)組件面板這一功能。在此面板中，對IP元素、端口、屬性以及參數(shù)進行的配置會直接寫入到MHS文件中。 另外，還可以查看其它的IP核；查看后，關(guān)閉“”文件。 圖943 MHS文件 讀者可從project標(biāo)簽中找到MHS文件，可在該文件中查看外圍設(shè)備和端口的配置。XPS將MHS源文件綜合到硬件描述語言（HDL）網(wǎng)表中，后者用于FPGA的布局布線。其中，XPS在高層對硬件平臺描述進行維護，此高層形式即為微處理器硬件規(guī)范（MHS）文件。其中通過設(shè)計參數(shù)，可以控制不同的可選參數(shù)。這些IP塊利用之間的互連網(wǎng)絡(luò)進行通信。MSS文件是項目的軟件基礎(chǔ)。此外，UCF文件也是和硬件結(jié)構(gòu)對應(yīng)的。 2. ：系統(tǒng)微處理器硬件規(guī)范（或MHS文件），給出系統(tǒng)元素、對應(yīng)的參數(shù)以及連接。如： 1. ：這是EDK的頂層工程設(shè)計文件。 4. pcores文件夾：包括了用戶定制的硬件外圍設(shè)備。 圖942 運行BSB向?qū)?chuàng)建的文件 下面對BSB自動生成的四個主要文件夾進行介紹： 1. _ _xps文件夾：包括XPS和內(nèi)部工程管理的其它工具產(chǎn)生的中間文件； 2. data文件夾：包括用戶約束文件（UCF）。 XPS的目錄結(jié)構(gòu)與硬件平臺 1．目錄結(jié)構(gòu) 啟動BSB后，XPS會自動生成工程目錄結(jié)構(gòu)，并創(chuàng)建一個完整的工程。 3．控制面板 控制面板給出運行時給出的日志反饋信息，分為三個標(biāo)簽：1. Output：輸出系統(tǒng)所有信息； 2. Warnings：僅顯示系統(tǒng)的警告信息； 3. Errors：僅顯示系統(tǒng)的錯誤信息。用戶可以使用此參數(shù)對話框為IP調(diào)整不同的設(shè)置。UART RX和TX信號線的名字與外部端口相對應(yīng)，它們之間的對應(yīng)關(guān)系在UCF文件中進行指定。切換到在系統(tǒng)組件面板中后， 1. 點擊“Ports”按鈕，展開“External Ports”目錄查看FPGA器件外的信號，注意與“RS232_Uart”有關(guān)的信號。點擊目錄結(jié)構(gòu)圖標(biāo)時，端口以分層方式或直接方式顯示。系統(tǒng)組件面板默認(rèn)分層視圖，此時設(shè)計信息基于硬件平臺的IP核實例，并以可擴展樹的結(jié)構(gòu)進行組織。此外，用戶還可設(shè)置指令緩存（ICache）和數(shù)據(jù)緩存（DCache）的位置。單擊相應(yīng)信號行Net列的下拉框，可選擇連接的網(wǎng)表名，如圖940所示。在硬件單元上單擊右鍵，可配置其參數(shù)、閱讀相應(yīng)的數(shù)據(jù)手冊以及查看底層代碼。在系統(tǒng)組件頁面所有的操作都會引起硬件配置的變化，并反映到MHS文件中。 2）顯示區(qū)域 如前所示，顯示區(qū)域可分為系統(tǒng)組件頁面和代碼編輯頁面，本節(jié)只介紹系統(tǒng)組件頁面。 中空的連接器表示用戶可以進行連接，而實心的連接器表示已經(jīng)有連接。 不同形狀的連接符號表示IP核總線接口的不同身份。 如果總線和設(shè)備相連，則在總線和IP核總線接口的交叉處會出現(xiàn)一個連接點 如果選擇總線接口選項，將出現(xiàn)連接面板，它給出了硬件平臺互連圖，其中的不同顏色和形狀線條具有不同的物理意義： 此外，代碼編輯也集中在顯示區(qū)域，用戶以文本形式打開的所有可編輯文件都顯示在該區(qū)域，并具備一般文件編輯器的功能，可完成編輯功能。 2．系統(tǒng)組件（assembly）面板 系統(tǒng)組件面板是XPS軟件使用頻率最高的區(qū)域，幾乎所有的操作都集中在這里。這里可以選擇直接視圖或分層視圖。 4. 在“Compiler Options”和“Sources”中，連接腳本和測試應(yīng)用源已由BSB向?qū)ё詣由伞Ｕ归_“Project: TestApp_Peripheral”，可以看到應(yīng)用對應(yīng)的處理器信息、可執(zhí)行文件存放路徑、編譯選項、源代碼以及頭文件等信息。用戶可以查看工程文件以及對應(yīng)選項。圖938 工程信息面板的IP分類示意圖 例92 在本例中，給出一些操作來指導(dǎo)讀者認(rèn)識工程信息面板中的內(nèi)容。選中并拖拽至系統(tǒng)組件面板，即可將其添加到系統(tǒng)中；同時在IP Core上單擊右鍵，用戶便可閱讀其數(shù)據(jù)手冊中的相應(yīng)功能和使用方法。 3） IP目錄頁面 IP目錄頁面列出所有EDK IP核和用戶生成的IP核，如圖938所示。 Generate Linker Script：自動生成連接腳本； Build Project：； 右擊用戶定義的應(yīng)用，可完成以下操作： 在XPS中，應(yīng)用軟件分為兩種：一種是系統(tǒng)自動生成的boot，由XPS自動生成，用戶無法修改；另一種是用戶編寫的應(yīng)用軟件。 圖936 工程信息區(qū)域：工程標(biāo)簽圖937 工程信息區(qū)域：應(yīng)用標(biāo)簽 2）應(yīng)用頁面 應(yīng)用頁面的信息都是和應(yīng)用軟件相關(guān)的。每一項都可以打開屬性窗口進行設(shè)置。.，對于初學(xué)者，不建議修改。 1）工程頁面 工程頁面列出了與工程有關(guān)的文件，分為三個部分：工程文件，工程選項以及參考文件，如圖936所示。雖然菜單欄和工具欄操作的功能等效于在主窗口的操作，但在實際中將近80%的操作是在主窗口完成的，因此本節(jié)著重對其主窗口進行介紹。XPS為創(chuàng)建硬件和軟件流的MHS（Microprocessor Hardware Specification）和MSS（Microprocessor Software Specification）文件提供了一個圖形用戶界面（GUI），如圖935所示，為文件編輯器功能和方案過程管理功能提供了源文件編輯器，用于管理整個工具流，包括硬件和軟件執(zhí)行流。至此，就完成了一個新系統(tǒng)工程的創(chuàng)建過程。HDL和其它文件根據(jù)用戶的選擇而生成，處理器，總線和外圍設(shè)備以及其它邏輯實例間的連接也得到了處理。 圖934 BSP給出的系統(tǒng)信息 11）設(shè)計生成。檢查后，點擊“Generate”產(chǎn)生系統(tǒng)。在選擇并配置系統(tǒng)各個部分后，用戶就可以對BSB給出的系統(tǒng)進行檢查。這樣，利用BRAM控制器“_if_tlr_1”，程序代碼在FPGA“plb_bram”里的塊RAM之外運行。 圖932 軟件建立向?qū)?9）配置存儲器和外圍設(shè)備的測試應(yīng)用。軟件測試為所選外圍設(shè)備發(fā)送或接收信息。 8）軟件建立。如果開發(fā)板的部分外設(shè)在XPS中并沒有提供，那么就需要通過用戶通過HDL語言實現(xiàn)自定制底層接口邏輯，再將其作為外設(shè)導(dǎo)入到XPS中。 如果是用戶自定義電路板，操作界面如圖930所示，用戶點擊右上角的“Add Device”按鈕，然后在彈出的對話框的“IO Interface Type”的下拉框中選擇所需的I/O接口模塊，再點擊“OK”按鈕，該過程每次只能添加一種I/O接口，如有多個需要反復(fù)操作 圖929 可配置IO端口列表（1） 圖930 可配置IO端口列表（2）開發(fā)板配置文件選擇了RS_232_DCE、RS_232_DTE、LED_8bits、DIP_Switches_4bits、Buttons_4bits、Flash_16M*DDR_SDRAM_32M*16以及Ethernet_MAC等I/O接口，如圖929~931所示。 MicroBlaze和PowerPC的工作時鐘都是系統(tǒng)時鐘經(jīng)過DCM模塊倍頻后得到的，在一般情況下，建議MicroBlaze的時鐘不超過100MHz，PowerPC的時鐘不超過250MHz。片上存儲器由FPGA芯片中內(nèi)嵌的塊RAM組成，選定大小為8KB。時鐘頻率和參考時鐘和硬件設(shè)計保持一致，定為50MHz。 5）配置處理器。由于本例選用的是FPGA為Spartan3E系列，不支持PowerPC，所以只能選擇Microblaze軟核，如圖927所示。 圖926 開發(fā)板選擇界面 4）進入處理器選擇界面。如果使用用戶自定義的開發(fā)板，則選擇“I would like to create a system for a custom board”。單擊“OK”按鈕，在彈出的對話框中選擇“I would like to create a new design”，并單擊“Next”按鈕。在彈出的提示界面的“Project File”下的輸入框中填入工程存放路徑，或單擊“Brouse”按鈕來選擇合適的工程路徑。選中“Base System Builder Wizard（remended）”選項，并點擊“OK”按鈕。 1）啟動XPS。下面以加載Xilinx Spartan_3E_RevD開發(fā)板（該開發(fā)板的配置文件存放在EDK安裝目錄下的“boardXilinxboardsXilinx_Spartan3E_RevDdata”文件夾中）為例，詳細介紹利用BSB新建工程的全部流程。 7. 查看創(chuàng)建的系統(tǒng) 完成以上選擇后，BSB將顯示已經(jīng)生成的系統(tǒng)。每個應(yīng)用程序都包括一個鏈接腳本。BSB允許用戶添加需要的外圍設(shè)備。并且對于指定的器件還可以選擇：波特率，外圍設(shè)備類型，數(shù)據(jù)比特數(shù)，校驗等。同時還可以選擇：器件類型，封裝，速率等級，參考時鐘頻率，處理器總線時鐘頻率等等。如果選擇前者，則BSB允許用戶選擇板上的外圍設(shè)備，且其FPGA端口可以自動地匹配板子，同時也創(chuàng)建一個可以下載到板子上運行的完整平臺和測試應(yīng)用；而對于后者，用戶可以基于一些已有的處理器核和外圍設(shè)備核，按照需要添加處理器和外圍設(shè)備。XMP文件同時也包括了XPS將進行編譯的C源文件和頭文件的信息，以及SDK編譯的可執(zhí)行文件的信息。BSB向?qū)詣油瓿梢韵鹿ぷ鳎?1. 生成頂層工程文件（.xmp文件） Xilinx微處理器工程（Xilinx Microprocessor Project，XMP）文件是所開發(fā)嵌入式系統(tǒng)的頂層文件描述。當(dāng)用戶希望創(chuàng)建一個新的系統(tǒng)時，XPS會自動調(diào)用BSB。首先需要利用基本系統(tǒng)創(chuàng)建器（Base System Builder，BSB）向?qū)砜焖賱?chuàng)建一個設(shè)計，然后再對其進行定制。前者專門用于設(shè)計完備的嵌入式系統(tǒng)，也是本章主要講述的方式；后者可將嵌入式設(shè)計作為ISE設(shè)計的一個子模塊。因此對于一個XPS嵌入式系統(tǒng)而言，可能有多個相應(yīng)的SDK工程。工程包括了用戶的C/C++源文件、可執(zhí)行輸出文件以及相應(yīng)的功能文件，如用來建立工程的“make”文件。此SDK是XPS的補充部分；即利用SDK可以開發(fā)外圍設(shè)備和處理器元件所使用的軟件，而這些設(shè)備和元件都連接在XPS中。 7．平臺工作室軟件開發(fā)套件（SDK）平臺工作室SDK方便了嵌入式軟件應(yīng)用工程的開發(fā)。在實際中，設(shè)計人員要首先通過iMPACT軟件獲取到詳細的JTAG鏈信息，然后再將相應(yīng)的數(shù)字填入CMD文件。 setMode bscan setCable p auto identify assignfile p 1 file implementation/ program p 1 quit 其中，setMode用于設(shè)定邊界掃描模式；setCable用于設(shè)置編程電纜類型；assignfile用于指定編程使用的比特流文件；program為器件編程的指令；quit為退出命令。 6．CMD文件 EDK在配置FPGA時仍通過調(diào)用iMPACT軟件來完成的，但沒有相應(yīng)的圖形化界面，而是通過命令行的方式實現(xiàn)的，將所需要的命令寫在同一個文本中，然后采用批處理的方式實現(xiàn)， 文件。 定義驅(qū)動，以BEGIN和END定義段 PARAMETER DRIVER_NAME = uartlite PARAMETER DRIVER_VER = PARAMETER HW_INSTANCE = debug_module END …… 5．UCF文件 EDK工具和ISE一樣，都通過UCF文件來添加信號的管腳約束與時序約束。 定義了操作系統(tǒng)，以BEGIN和END定義段 PARAMETER OS_NAME = standalone PARAMETER OS_VER = PARAMETER PROC_INSTANCE = microblaze_0 PARAMETER STDIN = RS232_DCE PARAMETER STDOUT = RS232_DCE END BEGIN PROCESSOR 下面通過在實際的MSS文件中添加注釋來解讀MSS文件。而編譯后的軟件程序生成為可執(zhí)行可鏈接格式（ELF）的文件。此MSS文件和用戶的軟件應(yīng)用一起，組成了描述嵌入式系統(tǒng)軟件部分的主要源文件。下面通過在實際的MHS文件中添加注釋來解讀MHS文件。同樣，對于高級用戶，可通過直接修改MHS文件來代替XPS中的圖形操作。棧的大小 LinkerScript: ProgCCFlags: CompileInXps: 1 NonXpsApp: 0 3．MHS文件和其他相關(guān)的硬件平臺元素 MHS文件是硬件結(jié)構(gòu)描述文件，定義了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、外圍設(shè)備和嵌入式處理器，也定義系統(tǒng)的連通性、系統(tǒng)中每個外圍設(shè)備的地址分配和對每個外圍設(shè)備的可配選項。 堆的大小 HeapSize:程序起始地址 StackSize: 所使用的HDL語言類型 Simulator: mti 目標(biāo)器件速度等級 UseProjNav: 0 PNImportBitFile: projnav/ PNImportBmmFile: implementation/ UserCmd1: UserCmd1Type: 0 UserCmd2: UserCmd2Type: 0 TopInst: system_i GenSimTB: 0 InsertNoPads: 0 WarnForEAArch: 1 HdlLang: VHDL 目標(biāo)器件封裝 SpeedGrade: 7目