基于XILINX FPGA片上嵌入式系統(tǒng)的用戶IP開發(fā)

前言

　　隨著FPGA技術(shù)的發(fā)展，基于FPGA片上系統(tǒng)的開發(fā)已成為目前FPGA應(yīng)用的一個熱點?！　”緯槍贔PGA片上系統(tǒng)開發(fā)的核心、用戶IP的開發(fā)，結(jié)合XILINX的嵌入式開發(fā)工具EDK，詳細(xì)講解了如何開發(fā)和調(diào)試客戶自己的用戶硬件外設(shè)（用戶IP），使得開發(fā)者可以很快地熟練使用EDK以及進(jìn)行片上系統(tǒng)開發(fā)。　　書中內(nèi)容主要針對嵌入式用戶硬件外設(shè)的開發(fā)流程和調(diào)試方法，不涉及開發(fā)語言的細(xì)節(jié)。在使用本書前必須熟練掌握硬件描述語言。　　本書共7章。前三章以基本概念介紹為主，分別介紹了基于XILINXFPGA嵌入式系統(tǒng)片上系統(tǒng)開發(fā)的基本概念，MicroBlaze的架構(gòu)、接口及使用，MPMC的架構(gòu)、接口及使用。后四章以實驗為主，分別介紹了在XILINX嵌入式開發(fā)平臺常用接口上用戶IP開發(fā)的實現(xiàn)：第4章是EDK工具的使用流程；第5章是基于PLB總線接口的用戶口的開發(fā)；第6章是基于FSL總線接口的用戶坤的開發(fā)；第7章是基于MPMCNPI接口的用戶IP的開發(fā)?！　』贔PGA的片上嵌入式開發(fā)實踐性較強(qiáng)，本書結(jié)合具體的實驗詳細(xì)講解了開發(fā)過程。附帶光盤中提供了所有例程的源代碼和工程文件，供讀者參考。在本書的編纂過程中，復(fù)旦大學(xué)電氣工程專業(yè)大四學(xué)生張稀楠完成了第4-7章的實驗部分，并完成了上述各章主要內(nèi)容的初稿；大四學(xué)生馬磊完成了第2、3章內(nèi)容和第4～6章中基本概念的介紹和相關(guān)結(jié)構(gòu)分析的初稿，并對第1章進(jìn)行了修改。他們都是本書的作者?！　×硗?，上海交通大學(xué)微電子學(xué)院研二學(xué)生許昀、祝翔宇和大四學(xué)生闕志強(qiáng)共同協(xié)助完成了本書的審核與整理工作，在此表示由衷的感謝。鑒于筆者經(jīng)驗有限，在編寫和校核過程中難免存在紕漏，望讀者多多指正，及時提出寶貴意見?！　∽詈?，衷心地希望本書能給從事嵌入式系統(tǒng)開發(fā)或?qū)W習(xí)的讀者以幫助?！　∪~肇晉　　2008年6月

內(nèi)容概要

本書基于XILINX的嵌入式開發(fā)平臺，講解了嵌入式系統(tǒng)的基本概念、FPGA和MieroBlaze處理器以及最新的多端口內(nèi)存控制器（MPMC）的原理。通過不同的總線和接口實驗，詳細(xì)講述了怎樣開發(fā)用戶自定義IP。    本書內(nèi)容翔實，實踐性強(qiáng)，結(jié)合具體的實驗詳細(xì)講解了開發(fā)工程的過程，以幫助用戶較快熟悉用戶IP的開發(fā)。    本書適用于具有一定XILINX FPGA開發(fā)應(yīng)用經(jīng)驗，熟悉DHL語言，致力于基于FPGA片上系統(tǒng)開發(fā)的工程師。

書籍目錄

第1章 基于XILINX FPGA嵌入式系統(tǒng)片上系統(tǒng)開發(fā)概述  1.1 XILINX簡介  1.2 基于XILINX FPGA片上嵌入式系統(tǒng)簡介  1.3 XILINX FPGA片內(nèi)資源簡介    1.3.1 CLB    1.3.2 BRAM  思考題第2章 MicroBlaze的構(gòu)架及接口  2.1 MicroBlaze處理器  2.2 MicroBlaze的結(jié)構(gòu)、機(jī)制和特性    2.2.1 MicroBlaze系統(tǒng)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)    2.2.2 MicroBlaze的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)和指令    2.2.3 MicroBlaze的流水線結(jié)構(gòu)    2.2.4 MicroBlaze的中斷機(jī)制    2.2.5 MicroBlaze的緩存機(jī)制和MMU    2.2.6 MicroBlaze的高級特性介紹  2.3 MicroBlaze的總線接口  思考題第3章 MPMC的構(gòu)架、接口及使用  3.1 MPMC簡介    3.1.1 軟件直接內(nèi)存存儲支持（SDMA）    3.1.2 MPMC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)    3.1-3 MPMC接口  3.2 MPMC的使用  思考題第4章 嵌入式開發(fā)套件（EDK）概述及使用流程  4.1 用BSB建立一個EDK設(shè)計    4.1.1 在XPS開發(fā)環(huán)境下創(chuàng)建工程    4.1.2 使用Platform Studi0調(diào)整設(shè)計  4.2 使用XMD對EDK設(shè)計進(jìn)行調(diào)試  4.3 加入一個用戶IP    4.3.1 生成一個用戶IP    4.3.2 用戶IP樣本目錄    4.3.3 修改用戶IP實現(xiàn)功能  4.4 用Chipscope對用戶IP進(jìn)行調(diào)試  思考題第5章 基于PLB總線接口的用戶lP的開發(fā)  5.1 PLB總線和IPIF簡介    5.1.1 PLB簡介    5.1.2 IPIF簡介  5.2 用向?qū)Ы⒁粋€用戶IP  5.3 在用戶IP中添加功能代碼實現(xiàn)PWM功能  5.4 硬件上的驗證  思考題第6章 基于FSL總線接口的用戶IP的開發(fā)  6.1 FSL總線簡介  6.2 用向?qū)Ы⒁粋€FSL設(shè)計的模版  6.3 在用戶IP中添加功能代碼實現(xiàn)UART功能  6.4 硬件驗證    6.4.1 通過超級終端驗證    6.4.2 通過Chipscope驗證  思考題第7章 基于MPMC NPl接口的用戶IP的開發(fā)  7.1 NH簡介  7.2 NP]接口開發(fā)例程一    7.2.1 用戶IP設(shè)計    7.2.2 硬件驗證  7.3 NPl接口開發(fā)例程二    7.3.1 用戶IP設(shè)計    7.3.2 在EDK中打開并編輯用戶IP  思考題

章節(jié)摘錄

　　XILINX是全球領(lǐng)先的可編程邏輯完整解決方案的供應(yīng)商。XILINX公司成立于1984年，首創(chuàng)了現(xiàn)場可編程邏輯陣列(FPGA)這一創(chuàng)新性的技術(shù)，并于1985年首次推出了商業(yè)化產(chǎn)品。目前XILINX滿足了全世界對FPGA產(chǎn)品一半以上的需求。XILINX可編程邏輯解決方案縮短了電子設(shè)備制造商開發(fā)產(chǎn)品的周期并加快了產(chǎn)品面市的速度，從而減小了制造商的風(fēng)險。XILINX產(chǎn)品已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于從無線電話基站到DVD播放機(jī)的數(shù)字多媒體電子技術(shù)中。傳統(tǒng)的半導(dǎo)體公司只有幾百個客戶，而XILINX在全世界有7500多家客戶及50000多個設(shè)計?！　ILINX的主流FPGA分為兩大類，一類是側(cè)重于低成本應(yīng)用，容量中等，性能可以滿足一般的邏輯設(shè)計要求的Spartan系列；還有一類是側(cè)重于高性能應(yīng)用、容量大、性能能滿足各類高端應(yīng)用的Vitrtex系列。用戶可以根據(jù)自己的實際需求進(jìn)行選擇。在性能可以滿足的情況下，優(yōu)先選擇低成本器件。目前高端的Virtex系列已經(jīng)從開始的Virtex發(fā)展到最近的Virtex5，如圖1.1.1所示。

圖書封面

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