嵌入PowerPC405微处理器的FPGA设计流程.pptVIP

嵌入PowerPC405微处理

器的FPGA设计流程1.PowerPC405的使用方式Xilinx公司的Virtex-ⅡPro系列器件内嵌高性能的32位RISC内核PowerPC405。在Virtex-ⅡPro系列器件中，PowerPC405主要有两种使用方式：深埋式应用复杂嵌入式应用1.深埋式应用深埋式应用如图所示，PowerPC405仅使用FPGA内部的BlockRAM，不与FPGA外部资源发生直接联系，不需要实时操作系统和外界接口。PowerPC405的深埋式应用比较适合于FPGA内部复杂逻辑控制、数据包处理等场合。图1.3.5PowerPC405深埋式应用2.复杂嵌入式应用复杂嵌入式应用如图所示，PowerPC405使用FPGA外部的存储单元，使用CoreConnect总线和外围接口。PowerPC405的复杂嵌入式应用通常需要实时操作系统，比较适合于以FPGA为核心的复杂应用。图1.3.6PowerPC405复杂嵌入式应用2.设计流程针对嵌入PowerPC405的FPGA设计，Xilinx公司提出了软硬件协同设计的完整流程，包括：整体方案设计、硬件系统设计、硬件系统仿真和验证、软件系统设计、软件仿真与验证几部分。①整体方案设计在整体方案设计阶段，将明确设计目标，划分软硬件系统，确定仿真验证策略。②硬件系统设计在硬件系统设计阶段，将确定硬件系统的整体结构，明确PowerPC405的目标功能和具体应用方案，并通过微处理器硬件规范（MHS，MicroprocssorHardwareSpecification）文件来描述PowerPC405的总线和接口结构。在EDK集成开发环境中，调用platgen可以将MHS文件转换成相应的网表文件和顶层HDL文件。硬件系统仿真和验证在硬件系统仿真和验证的设计阶段，将确定整个硬件系统的仿真和验证方案，并通过微处理器验证规范（MVS，MicroprocessorVerificationSpecification）文件描述。在EDK集成开发环境中，调用simgen可以将MVS文件转换成相应的仿真和验证文件。④软件系统设计在软件系统设计阶段，将确定基于PowerPC405的软件系统，并通过微处理器软件规范（MSS，MicroprocessorSoftwareSpecification）文件描述。在EDK集成开发环境中，调用libgen可以将MSS文件转换成相应的用户驱动、库文件和中断处理程序。在软件仿真与验证阶段，通过使用Xilinx公司提供的GNUDebugger或其他第三方设计工具，对嵌入式软件进行调试。01针对Virtex-ⅡPro系列器件中PowerPC405的设计和使用，Xilinx公司基于ISE4．2系列软件推出了专用开发工具一V2PDK，基于ISE5.x系列软件推出了专用开发工具EDK。02⑤软件仿真与验证在基于PowerPC405的FPGA设计过程中，嵌入式软件工程师仍然可以独立地进行软件设计，硬件逻辑工程师也可以继续采用过去的设计方法。通过使用Data2BlockRAM，软件代码可以在FPGA中使用。Data2BlockRAM的主要作用是把软件代码（.elf文件）、FPGA设计（.bit文件）、BlockRAM初始化数据（.bmm文件）转换成新的FPGA设计（.bit文件）和存储数据（.mem文件）。以下是嵌入PowerPC405的FPGA软硬件设计流程嵌入PowerPC405的FPGA软硬件设计流程