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第1节 用BSB建立一个EDK设计
文章出处:与非网
更新于2008-05-22 09:34:30

4.1 用BSB建立一个EDK设计

系统要求:

开始前,您的电脑上必须安装下述操作系统或软件:

为了方便您的设计下载,您还必须拥有如下的板卡设备: 

  •  Xilinx Spartan3E starter KIT
  • Xilinx Parallel IV Cable used to program and debug the device 
  •  Serial Cable
    提示: 本章所述的设计流程可以应用于其他硬件设备。但是, 本章所提供的设计实例仅在上述的规定硬件板卡上进行了调试。如果在别的板卡上运行,需求下列设计变更:
    • 在system.ucf文件中更新管脚分配
    • 在download.cmd中更新JTAG链路指令

MicroBlaze系统描述

一般而言,创建一个嵌入式处理器的系统,您需要如下三部分:

  • 硬件结构
  • 存储单元 
  •  软件应用

本例程包括如下硬件结构:

  •  MicroBlaze
  • Local Memory Bus (LMB) 总线
  • LMB_BRAM_IF_CNTLR
  • BRAM_BLOCK
  • Processor Local Bus ( PLB) 总线
  • PLB_MDM
  • PLB _UARTLITE
  • 3 - PLB _GPIOs
  • PLB

例程1

4.1.1 在XPS开发环境下创建工程

首先,我们使用Xilinx Platform Studio (XPS) 来创建一个工程。XPS支持基于MicroBlaze的嵌入式系统的软件和硬件开发,并包括如下功能: 

  •  An editor and a project management interface for creating and editing source code
  • Software tool flow configuration options

您可以使用XPS创建如下文件:

  •  Project Navigator project file that allows you to control the hardware implementation flow
  • Microprocessor Hardware Specification (MHS) file
  • Microprocessor Software Specification (MSS) file

启动XPS:

  • 您可以选择 Start → Programs → Xilinx Platform Studio 9.2i → Xilinx Platform Studio来启动XPS
  • 选择 Base System Builder Wizard (BSB),打开Create New Project Using BSB Wizard 对话框。如下图1所示。
  • 单击OK.
  • 使用Project File Browse(浏览)按键来选择您想创建的目标工程目录。
  • 单击Open 创建system.xmp 文件,然后保存。
  • 单击Ok 打开 BSB wizard。

提示: XPS 不支持包含空格符的目录或者工程名称。



图 4.1.1 使用Base System Builder Wizard创建新工程

MHS,MSS和 MPD 文件

  • MHS文件
    Microprocessor Hardware Specification (MHS) 文件会描述如下信息:
    • 嵌入式处理器: 如MicroBlaze IP软核,外围设备及其相关地址
    • 总线
    • 系统的全局连线

MHS 文件是可读型文本文件,作为 Platform Generator (系统硬件创建工具)的输入文件。从概念上来说, MHS文件是嵌入式系统的硬件结构。如果想在MHS文件中初始化某个元件, 您需要将该元件的相关信息包含在内。



图 4.1.2 MHS文件

  • MSS 文件
    MSS文件(Microprocessor Software Specification)作为Library Generator (Libgen)的输入文件,包含了用户操作系统的各种指令、库和驱动。专用于用户软件系统的构建。RevUp工具提供了一种将旧版本的MSS文件转化为新版本方法。

     提示:当用户想浏览MSS文件时,可以在XPS左侧工程区单击Project标签,并在Project Files选项的展开选项中双击MSS File,会打开.mss文件。如图 4.1.3所示



图 4.1.3 MSS文件

  • MPD 文件
    系统的任意一个外设均有一个相关MPD文件. MPD文件是对应于MHS文件的嵌入式系统的各个外设元件。 MPD文件限定了某个外设的所有可用端口和硬件参数。
    EDK 提供了两种创建MHS文件的方法: Base System Builder Wizard 和Add/Edit Cores Dialog 。

使用Base System Builder Wizard

按照如下步骤创建嵌入式系统:

(1) 在Base System Builder中选择 “I would like to create a new design” ,单击Next.

(2) 在Base System Builder 中选择Board Dialog,并作如下选择, 如图 4.1.4所示:

Board Vendor:                Xilinx
Board Name:                  Spartan-3E Starter Board
Board Revision:              C

提示:开发板上印有版本信息(REV),但是因为C版本和D版本兼容,所以选择C即可。



图 4.1.4 选择开发板

(3) 单击Next。 MicroBlaze 是本开发板的唯一可选处理器。

(4) 单击Next。 现在您将作出如下选择来构建你的处理器,如图 4.1.5所示:



图 4.1.5 配置处理器

(5) 单击Next。

(6) 按照图 4.1.6和图 4.1.7所示的方法,选择外围设备。

提示:需要注意的是外围设备的选择需要参照您计算机的实际情况。
PLB UARTLITE baudrate →9600
LEDs_Positions →选择
Push_Buttons_Positions →选择

(7) 单击Next

Ethernet_Mac →选择
SRAM_256X32 →选择
FLASH_2MX32 →选择

(8) 单击 Next ,跳过 Add Internal Peripherals 对话框。



图 4.1.6 创建I/O接口



图 4.1.7 创建并添加I/O接口

现在您已经完成了硬件系统的定义和设置,下一步我们开始软件设置操作:

(9) 使用Software Setup对话框,如图 4.1.8所示, 完成如下软件设置:

Standard Input (STDIN) → RS232
Standard Output (STDOUT) → RS232
Sample Application Selection → Memory Test

单击Next。



图 4.1.8 软件设置



图 4.1.9 设置Memory Test应用程序

(10) 如图 4.1.9所示, 完成如下软件设置:

Instructions → ilmb_cntlr
Data → dlmb_cntlr
Stack/Heap → dlmb_cntlr

单击 Next。

我们的系统包括memory map, 如图 4.1.10所示。现在的memory map 不可以在 BSB中更改或者升级。要改变 memory map,您可以在XPS中完成。



图 4.1.10 完成系统创建

(11) 单击Generate ,然后按Finish, 完成设计。

选择使用Platform Studio,并单击OK。

工程选项菜单

如下操作Project → Project Options,可查看工程选项菜单(project options),如所示,相关器件信息列于菜单中。



图 4.1.11 工程选项菜单—器件信息

选择 Hierarchy and Flow.。相应对话框如图4.1.12所示。该窗口为用户提供了将设计导出到ISE的功能,无论您的设计是顶层系统还是子模块,均可以导出。



图 4.1.12 工程选项菜单—Hierachy and Flow

4.1.2 使用Platform Studio调整设计

当用户使用Base System Builder完成设计后,可以进一步使用System Assembly view进行调整。



图 4.1.13 System Assembly View

选择Project → Generate and View Block Diagram 打开方框图的界面,如图 4.1.14所示,并观察在设计中用到的部件。

此时,用户可以使用zoom的放大和缩小,以及利用滚动条围绕方框图进行巡视,可以观察到Microblaze处理器,LMB控制器和连接到Microblaze的PLB总线等。

在方框图中上下移动,可以观察到legends和I/O端口。



图 4.1.14 系统结构图

生成FPGA网表文件

在XPS中,选择Hardware → Generate Netlist或者单击图标
在Console窗口中,可以随着产生的进展观看产生过程。
完成后,相应的硬件网表就已经产生了。

产生Bitstream下载文件

在XPS中,选择Hardware → Generate Bitstream或者单击图标
等待,并观察Console窗口中的提示信息。
当Console窗口中出现 Done! 字符,即表明已经成功生成下载文件。

创建系统软件

(a) 创建BSP(Board Support Package):

选择Software → Software Platform Settings...打开Software Platform Settings对话框如图 4.1.15所示。Software Platform Settings对话框包含四部分。它们均用于控制BSP

Software Platform View允许用户调整处理器的参数、驱动、操作系统和库。 一般支持如下操作系统:(如不需要操作系统选Standalone) 

  •  xilkernel
  • uclinux
  • nucleus



图 4.1.15 软件设置对话框(一)

提示:此处需根据用户串口调试的实际接线情况做出相应的设置。比如,如果用户使用DCE(male)插槽,就需要在Software Platform Settings Dialog 中选中OS and Libraries 选项,将stdout和stdin端口在后方的下拉菜单中设置为RS232_DCE,详见图 4.1.16。



图 4.1.16 软件设置对话框(二)

(b) 编译源代码

使用GNU GCC编译器,编译源代码如下:
选择Software → Build All User Applications ,Mb-gcc编译源文件。
编译结束后,出现如下图提示信息。



图 4.1.17 XPS控制台输出—软件编译

(c) 生成软件编译需要的库和BSPs

选择Software →Generate Libraries and BSPs或者单击图标
等待,并观察Console窗口中的提示信息。
当Console窗口中出现 Done! 字符,即表明已经成功产生库和BSPs。

更新Bitstream下载文件

选择Device Configuration→ Update Bitstream或者单击图标

下载设计

连接计算机与目标开发板,包括连接JTAG下载线和串行数据线。
打开超级终端,并按照如下对话框完成设置。



图 4.1.18 超级终端设置(一)

选择Com4--对于Com的选择应当和您计算机上的对应串口。

波特率: 9600
数据位: 8
奇偶校验: none
停止位: 1
流控制: none

如图 4.1.19所示。



图 4.1.19 超级终端设置(二)

连接开发板电源

打开电源开关

选择Device Configuration→Download Bitstream或者单击图标

在超级终端窗口观察输出信息。



图 4.1.20 超级终端输出

提示:使用超级终端时需要注意当前状态,如果处于断开状态一定要重新连接好才可以接收到数据。另外,当输出用户无法识别的符号时,可能是对应的ASCII码,或者波特率不正确,也可能需要保存文本。

 

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