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随着可编程逻辑器件的不断进步和发展,FPGA 在嵌入式系统中发挥着越来越重要
的作用,已经开始被广泛应用于通信、航天、医疗、工控等领域。 Xilinx 公司作为
全球最大的可编程逻辑器件生产厂商,为嵌入式系统设计人员提供了比较全面的解
决方案。Xilinx 的嵌入式系统开发环境 EDK,提供了一种通用的完全集成的硬件和
软件开发环境,使设计人员可以利用单个开发环境快速配置针对 PowerPC 硬处理
器或 Microblaze 软处理器内核的平台。在 EDK 开发环境下,利用用户向导可以准
确快速地创建一个新的嵌入式系统,而在这一过程中,XBD 文件决定了系统的硬件
平台描述文件 MHS 以及约束文件 UCF 的正确与否,在构建系统过程中起着至关重
要的作用。
1 基于 FPGA 的嵌入式系统开发
利用 Xilinx 公司的嵌入式系统开发工具 EDK 就可以完成整个嵌入式系统的硬件
和 软 件 开 发 , EDK 由 XPS(Xilinx Platform Studio) 和 SDK(Software
DevelopmentKit)组成。其中 XPS 是主设计程序平台,可以实现嵌入式系统开发的
所有步骤,并且可以在其中调用 SDK。SDK 是软件开发工具,支持 C 和 C++,主
要完成软件设计。在 XPS 开发环境下,完整的开发流程如图 1 所示。
MHS 和 MSS 文件都是根据系统要求在 EDK 环境下生成的。MHS 文件包含了
对整个嵌入式系统的定义,包括处理器、总线、外围设备、地址空间等,用于整个
硬件平台的综合、实现;MSS 文件包含了操作系统、设备驱动等信息,将其输入到
库生成器(Libgen),产生应用程序中需要的驱动程序及 Xilinx 的调用库。
嵌入式 开 发 软件 EDK 为设计人 员 提 供了 自动化的 设 计 向导—— BSB(Base
System Builder),可以指引工程师快速完成整个设计过程。在利用 BSB 创建嵌入
式系统过程中,利用嵌入式硬件平台的 XBD 文件对板级各个功能电路的描述,按步
骤选择需要的电路模块添加到 MHS 文件中,从而减少出现错误的可能,降低学习
难度。因此,一个新的嵌入式 FPGA 硬件平台确定以后,在 EDK 中针对开发板进行
嵌入式系统开发,可以利用相应的 XBD 文件,快速建立一个基于 FPGA 的嵌入式系
统。
2 板级描述文件 XBD
XBD(Xilinx Board De******ion) 文件定义了电路板的功能模块以及各个模块与
FPGA 芯片的接口情况,利用 BSB 可以将 XBD 文件中包含的功能模块加入到要建
立的嵌入式系统中。
在 EDK 的安装目录下,Xilinx 公司为设计者提供了一些开发板的 XBD 文件。
但是,一个新的嵌入式硬件平台建立后,想要在 EDK 软件中利用 BSB 向导读取硬
件电路的信息,从而高效无误地产生 FPGA 嵌入式系统,需要针对电路板上的各个
单元电路设计新的 XBD 文件来描述硬件平台的信息。通常,一个 XBD 文件包括如
下信息:
◆电路板所支持的功能模块的 FPGA 接口;
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