嵌入式系统

嵌入式系统 —— 嵌入式系统计算内核-SoC SoC Core to Embedded System II 浙江大学计算机学院施青松 zjsqs@zju.edu.cn

提纲

基于可重构SoC实例 • SoC设计方法-4 • 基于IP Core的嵌入式开发实例 • BSB建立的最小系统结构 • SoC设计方法-2 • 基于学生设计的MIPS IP 的SoC • 乒乓游戏 • 俄罗斯方块 • 打砖块

BSB建立的最小系统结构 M_AXI _IC AXI Microblaze SRAM AXI-EMC EMC:外部存储器控制器 M_AXI _DC AXI-Lite JTAG MDM MBDEBUG M_AXI _DP DIP GPIO DLMB ILMB PUSH GPIO LMB BRAM CNTLR LMB BRAM CNTLR RS-232 UART BRAM 基于IP Core的嵌入式开发实例

基于IP Core的嵌入式开发实例 • EDK开发最小SoC系统主要步骤 1. 工程的建立； 2. 添加AXI4 IP到硬件设计； 3. 定制LED IP,并添加IP到系统,编写应用程序； 4. 定制7段数码管 IP,并添加IP到系统,编写应用程序； 5. 定制PWM IP,并添加IP到系统,编写应用程序; 6. 实现AXI4中断控制系统； 7. 使用AXI4 Chipscope实现系统协同调试;

运行 Xilinx Platform Studio(XPS) • 打开EDK软件 • 在Windows操作系统下，选择所有程序→Xilinx ISE Design Suite13.1 → EDK → Xilinx Platform Studio(XPS) 1）打开XPS，在XPS主界面选择File → Open Project，出现右图界面选择：Open a recent project然后单击ok按钮打开已经存在的工程, 选择该选项点击”OK”按纽

定位到所在目录的system.xmp文件 然后点击“Open”按纽添加EMC IP到设计中

选择Memory and Memory Controller,并展开 选择AXI External Memory Controller,并双击选择IP Catalog标签选择EMC 总线参数点击“Yes”按钮。

选择Common标签 修改值16 选择EMC IP参数

选择Bank0标签 SRAM数据宽度设置为16 多个存储器访问设置为Ture 存储器类型选择异步存储器点击“OK”按钮设置EMC IP存储参数

选择手动将IP加入到设计中 点击“OK”按钮添加EMC IP到设计中

选择Bus Interface标签 选择Microblaze_0,点击鼠标右键，选择Configure IP… 修改名字为Micron_RAM 配置MicroBlaze处理器

选中使用指令和数据缓冲 点击“Next”按钮配置MicroBlaze处理器

点击“Next”按钮 配置MicroBlaze处理器

选中使用数据缓存访问 选中使用指令缓存访问点击“Next”按钮配置MicroBlaze Cache

点击“ok”按钮 点击“Next”按钮配置MicroBlaze处理器

多出两个接口 M_AXI_DC M_AXI_IC 建立新的端口连接配置MicroBlaze接口

下拉框中选择New Connection 配置MicroBlaze M_AXI_DC接口

下拉框中选择axi_interconnect_0 配置MicroBlaze M_AXI_IC接口

选择axi_emc_0，并展开 鼠标左键点击，这个区域，弹出下面的对话框建立EMC和CPU的连接

选择axi_interconnect_0 选中下面两个接口点击“ok”按钮 EMC和CPU的连接-选择互连接口

emc通过AXI和CPU建立连接 建立EMC和CPU的连接

下拉框中选择clk_100_000MHz 建立axi_interface互连时钟端口的连接

下拉框中选择proc_sys_reset_0_ 建立axi_interface互连复位端口连接

端口标签 下拉框中选择clk_50_000MHz 建立EMC和FPGA端口的连接-时钟

下拉框中选择clk_50_000MHz 建立EMC和FPGA端口的连接-时钟

下拉框中选择Make External 下拉框中选择Make External 建立EMC和FPGA端口的连接-存储

下拉框中选择Make External 建立EMC和FPGA端口的连接-存储

在此处添加额外的端口 选择.mhs文件 RAM多余端口处理

RAM多余端口处理 新添加的端口

地址标签 分配EMC的存储空间鼠标点击该按纽

地址标签 基地址高地址大小分配EMC的存储空间

选择system.ucf文件 添加用户约束到这里,为方便直接复制资料所提供的约束部分添加逻辑端口和FPGA引脚的物理约束

LMB控制器 LMB控制器 BRAM 处理器点击块图标签查看生成的块图新建工程的结构分析

axi_interconnect_0 新建工程的结构分析

串口控制器 DIP控制器按键控制器新建工程的结构分析

下一步,选择这个, 产生网表 生成网表想想这步完成的工作? –其实就是把这个抽象的结构, 转换成门级网表的连接.

新建工程的结构分析 这个过程需要持续一小部分时间,请等待,并且看看控制台给出的综合信息.

下一步,选择这个, 产生布局布线比特流文件 这个过程需要持续一小部分时间,请等待,并且看看控制台给出的实现过程的信息. 生成bit流文件

建立软件应用程序 选择输出硬件到SDK

选择输出和打开 SDK软件建立软件应用程序

定位路径到当前的工程窗口 点击”OK按纽, 进入下一个界面建立软件应用程序

删除以前建立的BSP 和应用程序工程建立软件应用程序下面将添加设计的BSP

建立软件应用程序 选择建立Xilinx BSP, 作用是各种外设的软件驱动

BSP的工程名字 硬件平台的工程名字 • BSP的名字 • Xilkernel-Xilinx操作系统 • Standalone-BSP 点击”Finish”按纽, 进入下一个界面建立软件应用程序

点击”OK”按纽, 进入下一个界面 建立软件应用程序

SDK开始自动编译BSP 建立软件应用程序

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