可编程片上系统开发平台.ppt

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（Xilinx Development Kit，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：Xilinx Platfrom Studio （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、 Platform Studio SDK（Software Development Kit，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。 设计流程及EDK工具-建立硬件平台 Xilinx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(Microprocessor Hardware Specification，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 使用到的一部分Xilinx的库。 EDK通过微处理器软件规范（Microprocessor Software Spectifcation，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 设计流程及EDK工具-EDK工具 设计流程及EDK工具-EDK工具 设计流程及EDK工具-EDK工具 设计流程及EDK工具- Xilinx Platform Studio(XPS) XPS提供了集成环境为基于MicroBlaze和PowerPC处理 器的嵌入式处理器系统创建软件和硬件规范流程。 XPS也提供编辑器和项目管理接口用来创建和编辑源 代码。 XPS提供工具流程配置选项的定制和提供图形化的系 统编辑器用来连接处理器、外设和总线。 XPS可以在Windows、Solaris和Linux平台下使用。 从XPS中，设计人员可以运行所有的用于处理硬件和 软件的嵌入式系统工具。在XPS环境下可以进行系统的验 证。 设计流程及EDK工具- Xilinx Platform Studio(XPS) XPS提供下面的特性： (1) 能够添加核，编辑核参数和进行总线和信号连接，产生MHS 文件； (2) 能够产生和修改MSS文件； (3) 支持表5.1内的所有工具； (4) 能够产生和观察系统块图和设计报告； (5) 多用户软件应用支持； (6) 项目管理； (7) 过程和工具流程依赖管理； (8) 输出MHS文件到SDK工具 设计流程及EDK工具-Xilinx S