嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的快速啟動方法

　　圖5 集成并優(yōu)化軟件/硬件

　　嵌入式目標(biāo)參考設(shè)計

　　Spartan-6和Virtex-6嵌入式目標(biāo)參考設(shè)計其實(shí)是非常相象的，它們都包含一個32位的MicroBlaze™RISC處理器，性能優(yōu)化，支持Linux RTOS，100MHz時鐘頻率。另外還包含集成式存儲控制器，包含DDR、DDR2、DDR3、LPDDR，數(shù)據(jù)速率達(dá)800Mbps。

　　全套優(yōu)化的軟IP外設(shè)和總線結(jié)構(gòu)包含UART、Flash、GPIO、I2C/SPI、Timer/Intr Controller、Debug。具體如圖1所示，參考設(shè)計中集成以太網(wǎng)MAC IP，資源百兆、千兆網(wǎng)，子IP也可與外部碼作整合。處理器和處理器子系統(tǒng)全面可操作且簡便易用，有助于立即著手系統(tǒng)開發(fā)工作。

　　MicroBlaze處理器子系統(tǒng)

　　Spartan-6和Virtex-6嵌入式參考設(shè)計中，提供MicroBlaze處理器子系統(tǒng)，稱為PSS(processer sub system)，通過這樣一個PSS子系統(tǒng)，用戶可以很快地將自己的定義邏輯加入這樣一個子系統(tǒng)中，由于這個目標(biāo)參考設(shè)計MicroBlaze子系統(tǒng)已經(jīng)整合了許多外設(shè)功能，用戶制定的這個邏輯便可以很快地通過網(wǎng)絡(luò)來控制或者讓DDR內(nèi)存作存儲，這將有效降低客戶在開發(fā)過程中的時間。

　　操作步驟

　　提高效率只需簡單幾步，第一步，數(shù)分鐘內(nèi)啟動設(shè)計，包括連接電纜，接通開發(fā)板電源，載入嵌入式平臺演示;第二步，評估，包括評估嵌入式平臺演示，用互動界面評估性能參數(shù);第三步，定制，包括啟動嵌入式目標(biāo)參考設(shè)計項目，根據(jù)軟件開發(fā)輔導(dǎo)資料對軟件應(yīng)用進(jìn)行編程、調(diào)試和描述，根據(jù)硬件開發(fā)輔導(dǎo)資料進(jìn)行設(shè)計修改。

　　在經(jīng)過第一步和第二步之后，用戶已經(jīng)充分了解嵌入式目標(biāo)參考設(shè)計的內(nèi)容，并可利用嵌入式目標(biāo)參考設(shè)計來加入用戶自己的邏輯和自己的軟件，使用XPS進(jìn)行硬件制定的開發(fā)，使用SDK進(jìn)行軟件的開發(fā)，這樣就可以按時完成設(shè)計要求。

　　EDK是Xilinx嵌入式開發(fā)套件，其主要工具XPS是集成標(biāo)準(zhǔn)硬件流程ISE以及標(biāo)準(zhǔn)軟件流程SDK。XPS本身并不實(shí)現(xiàn)硬件流程，是通過呼叫ISE來達(dá)成硬件流程的實(shí)現(xiàn)。硬件流程包含了標(biāo)準(zhǔn)的FPGA硬件發(fā)展流程。XPS也不實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)軟件流程，也是通過呼叫SDK來實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)軟件流程。用戶可以通過XPS對系統(tǒng)作描述，如圖2所示?？梢苑QXPS為一個腳本產(chǎn)生器，是用來聯(lián)絡(luò)硬件和軟件流程的工具。

　　簡單的SDK軟件開發(fā)流程步驟如圖3所示，這些都將在SDK上完成。

　　• 采用SDK Eclipse IDE開始設(shè)計

　　• 打開專門針對MicroBlaze PSS 目標(biāo)參考設(shè)計配置的工作區(qū)(Workspace)

　　• 編程

　　• 創(chuàng)建獨(dú)立的軟件平臺或OS BSP

　　• 創(chuàng)建、編譯并構(gòu)建軟件應(yīng)用

　　• 用圖形調(diào)試器調(diào)試軟件應(yīng)用

　　簡單硬件設(shè)計流程步驟如圖4所示。

　　• 用XPS開始設(shè)計

　　• 啟動MicroBlaze PSS目標(biāo)參考設(shè)計項目

　　• 修改

　　• 從EDK套件中選擇其他標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)添加到PSS

　　• 根據(jù)“創(chuàng)建IP向?qū)?rdquo;創(chuàng)建定制IP

　　• 根據(jù)“調(diào)試配置向?qū)?rdquo;添加ChipScope調(diào)試IP

　　集成并優(yōu)化軟件/硬件的步驟如圖5所示。

　　• 用 ChipScope™Pro 分析工具調(diào)試軟件/硬件集成問題

　　• 用SDK描述應(yīng)用并確定熱點(diǎn)

　　• 下載性能關(guān)鍵代碼(performance critical code)到硬件加速器

　　第三方提供嵌入式軟件支持主流的有Linux (PetaLinux)、uC/OS-II和Treck 網(wǎng)絡(luò)中間件，主要特性如表1所示。

　　表1 生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴主要特性

　　總結(jié)

　　最后總結(jié)一下，新型嵌入式開發(fā)套件可最大限度地縮短開發(fā)時間也就是加速產(chǎn)品上市進(jìn)程，采用預(yù)集成組件降低風(fēng)險，也就是新型目標(biāo)參考設(shè)計可幫助設(shè)計人員提高工作效率。可以使設(shè)計人員致力于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品差異化和增值。