Xilinx MicroBlaze 实验教程：从硬件到软件的完整设计

"这是关于Xilinx EDK的一系列实验教程，主要涵盖了从基础到进阶的硬件设计内容，特别适合学术用途。实验1是简单的硬件设计实验，目标是使用Xilinx Platform Studio (XPS)创建基于Spartan-3E Starter Kit的MicroBlaze处理器系统。" 在这六个实验中，EDK（Embedded Development Kit）提供了全面的指导，让学习者逐步掌握Xilinx FPGA上的嵌入式系统设计。实验的核心是MicroBlaze，这是一款可配置的软核处理器，能够在Xilinx FPGA上实现。MicroBlaze灵活性高，可以根据需求进行定制，适用于各种嵌入式应用。 实验1的目标是让学习者能够： 1. 使用底层系统生成器(Base System Builder, BSB)建立XPS工程。BSB是一个图形化工具，允许用户快速配置和集成不同的IP组件，构建基本的硬件平台。 2. 创建简单的硬件设计，其中包括使用Xilinx提供的IP核。这些IP核包括但不限于：MicroBlaze处理器、On-Chip Bus (OPB)、Local Memory Bus (LMB) BRAM控制器、Block RAM (BRAM)、UART（通用异步收发传输器）用于串行通信，以及GPIO（通用输入/输出）用于控制LED。 实验流程的三个主要步骤是： 1. 使用BSB模式创建工程。在这里，用户选择合适的处理器类型（如MicroBlaze），配置外设接口，如BRAM控制器、UART和GPIO。 2. 分析创建的工程。理解每个组件的功能，以及它们如何通过总线系统（如OPB和LMB）相互连接。 3. 生成处理器系统的网表。网表是逻辑门级的电路描述，是FPGA实现的关键步骤。 图1-1和图1-2展示了整个设计的结构，包括MicroBlaze处理器、内存管理单元、中断控制器、计时器等组件，以及它们如何与外围设备如UART、GPIO和LCD连接。这种设计模式是构建基于MicroBlaze的嵌入式系统的基础，后续实验则会在此基础上增加复杂性，可能涉及软件开发、中断处理、性能优化等方面。 通过这一系列实验，学习者不仅能够掌握硬件设计的基本技巧，还能了解如何在Xilinx工具链中集成和调试嵌入式系统。这些技能对于在学术研究或工业界从事FPGA相关的嵌入式系统设计工作至关重要。