FPGA嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程中的XBD文件設(shè)計(jì)

　　隨著可編程邏輯器件的不斷進(jìn)步和發(fā)展，FPGA在嵌入式系統(tǒng)中發(fā)揮著越來越重要的作用，已經(jīng)開始被廣泛應(yīng)用于通信、航天、醫(yī)療、工控等領(lǐng)域。Xilinx公司作為全球最大的可編程邏輯器件生產(chǎn)廠商，為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供了比較全面的解決方案。Xilinx的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境EDK，提供了一種通用的完全集成的硬件和軟件開發(fā)環(huán)境，使設(shè)計(jì)人員可以利用單個(gè)開發(fā)環(huán)境快速配置針對(duì)PowerPC硬處理器或Microblaze軟處理器內(nèi)核的平臺(tái)。在EDK開發(fā)環(huán)境下，利用用戶向?qū)Э梢詼?zhǔn)確快速地創(chuàng)建一個(gè)新的嵌入式系統(tǒng)，而在這一過程中，XBD文件決定了系統(tǒng)的硬件平臺(tái)描述文件MHS以及約束文件UCF的正確與否，在構(gòu)建系統(tǒng)過程中起著至關(guān)重要的作用。

　　1 基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)

　　利用Xilinx公司的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具EDK就可以完成整個(gè)嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件開發(fā)，EDK由XPS(Xilinx Platform Studio)和SDK(Software DevelopmentKit)組成。其中XPS是主設(shè)計(jì)程序平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的所有步驟，并且可以在其中調(diào)用SDK。SDK是軟件開發(fā)工具，支持C和C++，主要完成軟件設(shè)計(jì)。在XPS開發(fā)環(huán)境下，完整的開發(fā)流程如圖1所示。

　　MHS和MSS文件都是根據(jù)系統(tǒng)要求在EDK環(huán)境下生成的。MHS文件包含了對(duì)整個(gè)嵌入式系統(tǒng)的定義，包括處理器、總線、外圍設(shè)備、地址空間等，用于整個(gè)硬件平臺(tái)的綜合、實(shí)現(xiàn)；MSS文件包含了操作系統(tǒng)、設(shè)備驅(qū)動(dòng)等信息，將其輸入到庫生成器(Libgen)，產(chǎn)生應(yīng)用程序中需要的驅(qū)動(dòng)程序及Xilinx的調(diào)用庫。

　　嵌入式開發(fā)軟件EDK為設(shè)計(jì)人員提供了自動(dòng)化的設(shè)計(jì)向?qū)А狟SB(Base System Builder)，可以指引工程師快速完成整個(gè)設(shè)計(jì)過程。在利用BSB創(chuàng)建嵌入式系統(tǒng)過程中，利用嵌入式硬件平臺(tái)的XBD文件對(duì)板級(jí)各個(gè)功能電路的描述，按步驟選擇需要的電路模塊添加到MHS文件中，從而減少出現(xiàn)錯(cuò)誤的可能，降低學(xué)習(xí)難度。因此，一個(gè)新的嵌入式FPGA硬件平臺(tái)確定以后，在EDK中針對(duì)開發(fā)板進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)開發(fā)，可以利用相應(yīng)的XBD文件，快速建立一個(gè)基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)。