MicroBlaze FPGA教程：从生成网表到SDK编程

"生成网表-hands-on machine learning with scikit-learn keras and tensorflow 2ed 2019" 在微处理器设计和嵌入式系统开发中，生成网表是一个关键步骤，它涉及到将硬件描述语言（如VHDL或Verilog）编写的逻辑设计转换为硬件可以执行的结构化表示。在这个特定的实例中，我们讨论的是使用Xilinx ISE工具链来创建一个基于MicroBlaze软核处理器的嵌入式系统，该系统运行在Xilinx ML605评估板上。 MicroBlaze是一个可定制的、32位RISC架构的处理器，适合在FPGA中实现。以下是生成网表和后续步骤的详细说明： 1. **工程创建**：首先在ISE中新建一个工程，指定工程名称和目录，并选择ML605评估板作为目标硬件平台，使用VHDL作为设计语言。 2. **添加MicroBlaze处理器**：在工程中插入一个Embedded Processor，即MicroBlaze，根据向导配置处理器的参数，例如外设接口、内存控制器和总线类型。 3. **外围设备选择**：在向导中选择所需的外围设备，如中断控制器、定时器、GPIO（通用输入输出）等，这些设备是与处理器交互的关键组件。 4. **总线选择**：选择总线架构，这里选择AXI（Advanced eXtensible Interface），它是现代FPGA设计中广泛使用的高性能接口。如果旧的器件不支持AXI，可以选择PLB（Processing Local Bus）。 5. **生成网表**：完成处理器和外设配置后，ISE会自动生成网表。网表是逻辑设计的网络表示，描述了所有逻辑门和它们之间的连接，是硬件实现的基础。 6. **软件平台准备**：生成网表后，需要进入软件开发环境。在ISE中导出硬件设计到Xilinx Software Development Kit (SDK)。这允许在嵌入式处理器上编写和调试C或C++代码。 7. **SDK中的工作**：在SDK中，创建一个新的工程，选择Xilinx C/C++ Project，并使用HelloWorld模板快速启动。这个模板项目包含了一个简单的"Hello, World!"程序，可以用来验证软件环境。 8. **添加新功能**：为了控制硬件，如点亮LED灯，可以创建另一个模板项目，比如PeripheralTests，这将提供对硬件外设的访问。 9. **程序下载**：在运行程序之前，必须返回ISE，配置FPGA，生成.bit文件。这个文件包含了FPGA的具体配置信息，使得MicroBlaze和外设能在硬件中正确运行。 10. **FPGA配置**：使用ISE的Bitstream Generation功能生成.bit文件，然后通过JTAG（Joint Test Action Group）接口或其它方法将该文件下载到ML605板上的FPGA中。 11. **运行程序**：最后，回到SDK，点击下载图标，将编译后的应用程序加载到MicroBlaze处理器中执行。这样，就可以观察到LED灯的变化或其他预期的硬件行为。 这个过程展示了如何结合硬件描述语言和嵌入式软件开发工具，实现一个基于FPGA的嵌入式系统，其中MicroBlaze作为核心处理器，控制和驱动外围设备。通过这种方式，开发者能够灵活地设计和实现复杂的硬件-软件协同系统。