【正文】 IP向?qū)? 該向?qū)椭O(shè)計(jì)人員建立自己的外設(shè)并且將它們導(dǎo)入 相應(yīng)的 XPS工程中。它也調(diào)用 XST編 譯器綜合每個(gè)例化的 IP核（ Platgen產(chǎn)生的系統(tǒng)級網(wǎng)表也用 來作為 FPGA實(shí)現(xiàn)過程的一部分）。 Platgen為嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)生頂層 HDL設(shè)計(jì)文件，該文件 包含所有參數(shù)化了的 IP核。 設(shè)計(jì)流程及 EDK工具 Platform Generator(Platgen) Platgen讀取 MHS文件作為基本的設(shè)計(jì)輸入。 MHS文件是表示所設(shè)計(jì)的 嵌入式系統(tǒng)的硬件元件的最主要文件。由于 EDK提供可選擇的特性， FPGA只需要實(shí)現(xiàn)應(yīng)用 程序所要求的功能子集。每個(gè)外設(shè)的 IP核有很多的參數(shù)，通過調(diào)整這些參數(shù)來 定制行為。 設(shè)計(jì)流程及 EDK工具 Platform Generator， Platgen 平臺產(chǎn)生器 Platgen將對嵌入式系統(tǒng)的高級描述編譯成能 在目標(biāo) FPGA芯片上實(shí)現(xiàn)的 HDL網(wǎng)表。 如果選擇的是支持的目標(biāo)板， BSB向?qū)ё詣拥募尤? UCF文件。 對于 BSB不支持的目標(biāo)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員可以選擇定制 板選項(xiàng)。為了高效率 的建立工程， Xilinx推薦使用 BSB向?qū)?。 SDK主要有以下特 點(diǎn)： (1) 功能豐富的 C/C++編輯器和編譯環(huán)境； (2) 導(dǎo)入基于 XPS生成的硬件平臺定義； (3) 提供項(xiàng)目管理； (4)支持基于單個(gè)處理器或者多個(gè)處理器系統(tǒng)的軟件應(yīng)用程序的 開發(fā)； (5) 支持以團(tuán)隊(duì)環(huán)境的形式開發(fā)軟件應(yīng)用程序； (6)為第三方的操作系統(tǒng)創(chuàng)建和配置板級支持包 BSP； 設(shè)計(jì)流程及 EDK工具 Xilinx Software Development Kit， SDK (7）提供現(xiàn)成的簡單軟件工程來測試硬件和軟件功能； (8）通過 GUI接口為軟件應(yīng)用程序、編程 FPGA芯片和編 程并行 flash存儲器產(chǎn)生鏈接腳本； (9）應(yīng)用程序的建立配置和自動的 MAKE文件生成； （ 10）錯(cuò)誤瀏覽； （ 11）為無縫調(diào)試和概要分析目標(biāo)提供了好的集成環(huán)境； 設(shè)計(jì)流程及 EDK工具 The Base System Builder(BSB) Wizard BSB向?qū)椭O(shè)計(jì)人員快速建立一個(gè)嵌入式系統(tǒng)工 程。 設(shè)計(jì)流程及 EDK工具 Xilinx Platform Studio(XPS) XPS提供下面的特性： (1) 能夠添加核，編輯核參數(shù)和進(jìn)行總線和信號連接，產(chǎn)生 MHS 文件； (2) 能夠產(chǎn)生和修改 MSS文件； (3) 支持表 ； (4) 能夠產(chǎn)生和觀察系統(tǒng)塊圖和設(shè)計(jì)報(bào)告； (5) 多用戶軟件應(yīng)用支持； (6) 項(xiàng)目管理； (7) 過程和工具流程依賴管理； (8) 輸出 MHS文件到 SDK工具 設(shè)計(jì)流程及 EDK工具 Xilinx Software Development Kit(SDK) SDK工具是 XPS的補(bǔ)充， SDK為應(yīng)用軟件提供開發(fā)環(huán) 境。 從 XPS中，設(shè)計(jì)人員可以運(yùn)行所有的用于處理硬件和 軟件的嵌入式系統(tǒng)工具。 XPS提供工具流程配置選項(xiàng)的定制和提供圖形化的系 統(tǒng)編輯器用來連接處理器、外設(shè)和總線。 設(shè)計(jì)流程及 EDK工具 Xilinx Platform Studio(XPS) XPS提供了集成環(huán)境為基于 MicroBlaze和 PowerPC處理 器的嵌入式處理器系統(tǒng)創(chuàng)建軟件和硬件規(guī)范流程。 LibXil Memory File System Generator (LibXil MFS) 在主機(jī)上建立一個(gè) MFS存儲器鏡像，該鏡像并被下載到嵌入式系統(tǒng)存儲器。 設(shè)計(jì)流程及 EDK工具 EDK工具 設(shè)備配置 Bitstream Initializer(Bitinit) 更新 FPGA的配置比特流，用可執(zhí)行的軟件初始化片上指令存儲器 System ACE File Generator(GenACE) 基于 FPGA的配置比特流和存儲在非易失性存儲器的可執(zhí)行軟件，產(chǎn)生一個(gè) Xilinx系統(tǒng) ACE配置文件 Flash Memory Programmer 允許設(shè)計(jì)人員使用目標(biāo)處理器去編程板上的通用Flash（ CFI）接口 兼容的并行 flash 雜項(xiàng)類 Format Revision(revup)Tool and Version Management Wizard Revup工具更新設(shè)計(jì)文件（例如 MHS）到當(dāng)前的版本。 Simulation Library Compiler(CompEDKLib) 在開始對設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真時(shí)，為目標(biāo)仿真器編譯EDK仿真庫。 GNU Debugger(GDB) 調(diào)試軟件的 GUI，基于仿真模型或目標(biāo)設(shè)備。 GNU Compiler Tools(GCC) 基于庫產(chǎn)生器建立的平臺，建立軟件應(yīng)用程序。 Configure Coprocessor Wizard 幫助設(shè)計(jì)人員添加協(xié)處理器到 CPU。 The Create and Import IP Wizard 輔助設(shè)計(jì)人員添加自己的外設(shè)到設(shè)計(jì)中。 硬件開發(fā) The Base System Builder(BSB)向?qū)? 通過使用支持的開發(fā)板或通用的基本功能，允許設(shè)計(jì)人員快速地建立一個(gè)嵌入式設(shè)計(jì)。 Xilinx Software Development Kit(SDK) 集成設(shè)計(jì)環(huán)境 GUI，是對 XPS的補(bǔ)充，用來幫助設(shè)計(jì)人員開發(fā)軟件應(yīng)用功能（從 ，專用于軟件應(yīng)用的開發(fā)）。 對于產(chǎn)品，設(shè)計(jì)人員將配置比特流和軟件保存在和 FPGA連接的非易失性存儲器中。 設(shè)計(jì)流程及 EDK工具 芯片配置 一旦軟件和硬件平臺建立完成，設(shè)計(jì)人員可以為 FPGA 建立一個(gè)的配置比特文件。 作為可選擇的方式，設(shè)計(jì)人員可以使用指令集仿真器 或簡化系統(tǒng)仿真器模型（“虛擬平臺”）運(yùn)行在主機(jī)上來調(diào) 試設(shè)計(jì)代碼。 設(shè)計(jì)人員可以選擇建立行為、結(jié)構(gòu)或者精確的時(shí)序仿 真模型。 設(shè)計(jì)流程及 EDK工具 使用仿真的硬件平臺驗(yàn)證 驗(yàn)證硬件平臺的正確功能，設(shè)計(jì)人員可以建立一個(gè)仿 真模型，并且在 HDL仿真器上運(yùn)行。 EDK通過微處理器軟件規(guī)范（ Microprocessor Software Spectifcation， MSS）記錄軟件平臺信息。 設(shè)計(jì)流程及 EDK工具 軟件平臺建立 軟件平臺是軟件驅(qū)動和用于建立應(yīng)用程序的操作系統(tǒng) （可選）組成的。 硬件平臺是由一個(gè)或多個(gè)處理器或外設(shè)連接到處理器 總線構(gòu)成的。這種定制不可能使用標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)成的微處理器或 控制器芯片。圖 EDK的基本嵌入式設(shè)計(jì)流程。 SDK基于 Eclipse開放源碼框 架，可以選擇使用 SDK開發(fā)自己的嵌入式軟件應(yīng)用程序 （從 ，必須在 SDK內(nèi)開發(fā)軟件應(yīng)用程序）。該章的主要內(nèi)容包括： EDK簡介、設(shè) 計(jì)流程概述、平臺開發(fā)結(jié)構(gòu)的工具?？删幊唐舷到y(tǒng)開發(fā)平臺 何賓 本章內(nèi)容 該章描述在 Xilinx嵌入式開發(fā)套件（ Xilinx Development Kit， XDK）嵌入式系統(tǒng)工具的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)流 程。 XDK用于開發(fā)基于 MicroBlaze軟核和 PowerPC硬核處 理器的 SOPC系統(tǒng)。 Xilinx的 EDK工具主要包含： Xilinx Platfrom Studio （ XPS）人機(jī)界面、嵌入式系統(tǒng)工具套件、嵌入式處理 IP 核，例如處理器和外設(shè)、 Platform Studio SDK（ Software Development Kit， SDK）。 設(shè)計(jì)流程及 EDK工具 設(shè)計(jì)流程 EDK中所提供的工具用來完成嵌入式設(shè)計(jì)的整個(gè)過 程。 圖 EDK嵌入式設(shè)計(jì)流程 處理器硬件開發(fā) 驗(yàn)證文件生成 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 芯片配置 軟件開發(fā) 軟件調(diào)試 軟件統(tǒng)計(jì)分析 芯片配置 SDK軟件開發(fā)工具 ISE 設(shè)計(jì)套件 嵌入式和系統(tǒng)版本 也包括在 ISE 設(shè)計(jì)套件嵌入式和系統(tǒng)版本中 硬件 平臺 設(shè)計(jì)流程及 EDK工具 建立硬件平臺 Xilinx的 FPGA技術(shù)允許設(shè)計(jì)者在處理器子系統(tǒng)中定制 硬件邏輯?！坝布脚_”是指設(shè)計(jì)人員根據(jù)應(yīng)用的需要而 使用 Xilinx的技術(shù)建立的靈活地、嵌入式處理子系統(tǒng)。 EDK通過微處理器硬件規(guī)范 (Microprocessor Hardware Specification， MHS）文件記錄硬件平臺信息。所建立的軟件映像文件只包含用戶所 使用到的一部分 Xilinx的庫。設(shè)計(jì) 人員可以在軟件平臺運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用程序。當(dāng)仿真系統(tǒng)時(shí)，處理 器運(yùn)行可執(zhí)行文件。 設(shè)計(jì)流程及 EDK工具 使用調(diào)試的軟件驗(yàn)證 調(diào)試嵌入式軟件的基本技術(shù)是加載設(shè)計(jì)到所支持的開 發(fā)板和使用調(diào)試工具去調(diào)試處理器。 設(shè)計(jì)人員可以通過概要分析代碼的執(zhí)行來估計(jì)系統(tǒng)性 能。 對于原型設(shè)計(jì)，當(dāng)連接主機(jī)和芯片時(shí)，設(shè)計(jì)者可以在 下載比特流時(shí)，將希望運(yùn)行在嵌入式平臺上的軟件同時(shí)下 載。 設(shè)計(jì)流程及 EDK工具 EDK工具 圖 EDK工具的結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)流程及 EDK工具 EDK工具 設(shè)計(jì)環(huán)境 Xilinx Platform Studio(XPS) 集成設(shè)計(jì)環(huán)境 GUI，在這個(gè)集成環(huán)境中可以創(chuàng)建完整的嵌入式設(shè)計(jì)。 EDK命令行或“非 Windows”模式 允許設(shè)計(jì)人員運(yùn)行嵌入式設(shè)計(jì)流程或從命令行改變工具選項(xiàng)。 Xilinx推薦使用 BSB建立最初的項(xiàng)目創(chuàng)建。建立相關(guān)的目錄或數(shù)據(jù)文件，保證外設(shè)能被 EDK工具識別。 Platform Generator(Platgen) 以 HDL或?qū)崿F(xiàn)的網(wǎng)表文件在片上構(gòu)造可編程系統(tǒng) 設(shè)計(jì)流程及 EDK工具 EDK工具 軟件開發(fā) Library Generator(Libgen) 構(gòu)建一個(gè)軟件平臺，該軟件平臺由定制的軟件庫、驅(qū)動程序和 OS構(gòu)成。 驗(yàn)證 Xilinx Microprocessor Debugger(XMD) 打開 shell用于軟件下載和調(diào)試，也提供通道用于GNU調(diào)試器訪問設(shè)備。 Simulation Model Generator(Simgen) 產(chǎn)生硬件仿真模型和編譯腳本文件用于對完整系統(tǒng)的仿真。 Bus Functional Model Compiler(BFM) 通過建立一個(gè)總線環(huán)境的模型去代替真實(shí)的嵌入式系統(tǒng)來幫助簡化定制外設(shè)的驗(yàn)證。版本管理向?qū)椭鷮⑾惹?EDK建立的 IP和驅(qū)動更新到當(dāng)前的版本。 Platform Specification Utility 自動產(chǎn)生微處理器外設(shè)定義 MPD數(shù)據(jù)文件，該文件要求創(chuàng)建 EDK兼容的制定外設(shè)。 XPS也提供編輯器和項(xiàng)目管理接口用來創(chuàng)建和編輯源 代碼。 XPS可以在 Windows、 Solaris和 Linux平臺下使用。在 XPS環(huán)境下可以進(jìn)行系統(tǒng)的驗(yàn) 證。 SDK基于 Eclipse開放源碼標(biāo)準(zhǔn)。對于更復(fù)雜的工程， BSB向?qū)峁┗镜南到y(tǒng)，通過 這個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以定制完成嵌入式設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)流程及 EDK工具 The Base System Builder(BSB) Wizard 基于設(shè)計(jì)人員選擇的板子，設(shè)計(jì)人員通過 BSB選擇并 配置基本的元素 ,比如：處理器類型、調(diào)試接口、緩存配 置、存儲器類型和大小、外設(shè)等。使用這個(gè)選項(xiàng)時(shí)，必須指定未來板子的硬件，并 且要給出用戶約束文件 UCF。當(dāng)退出 BSB時(shí)， BSB所建立的 MHS和 MSS文 件自動加入到 XPS工程中，設(shè)計(jì)人員能在 XPS中進(jìn)行更進(jìn) 一步的設(shè)計(jì)。 嵌入式系統(tǒng)硬件平臺典型的由一個(gè)或多個(gè)處理器和不同 的外設(shè)和存儲器模塊組成，這些模塊通過處理器總線連 接。這些參數(shù)也用來為這些存儲器和外設(shè)進(jìn)行地址 映射。 硬件平臺保存了 MHS文件。 MHS文件以 ASCII碼 形式存在。 Platform 也從 EDK庫和用戶 IP庫中讀取不同的處理器核硬件描述文 件（ MPD， PAO）。 在這個(gè)過程中，將 MHS中所有高層總線連接變成連接 處理器、外設(shè)和片上存儲器的真實(shí)信號。 此外， Platgen也產(chǎn)生 BMM（ BRAM Memory Map）文 件，該文件包含所用到的片上 BRAM的地址。