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- 1029342
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- 男
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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 Description)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；
◆每个模块的属性、参数、端口定义；
◆不同端口或模块间的连接信息；
◆每个FPGA引脚的UCF约束信息。
由于XBD文件是对硬件各功能模块的描述，因此在设计XBD过程中也是以模块的形式来表示电路板信息的，而且各个功能块的描述具备相似的结构，使用相同的赋值命令进行具体参数定义。
2．1，模块的定义
一个完整的模块定义如下：
BEGIN
:
END
关键字BEGIN表示一个新的模块开始，后面是要定义模块的类型，中间部分是与描述IP核行为的MPD文件相对应的各种参数。当前，XBD文件能够识别3种类型的模块定义：
①IO_INTERFACE。IO_INTERFACE指定了一个电路板上的物理模块(不包括FPGA本身)，每一个IO—INTERFACE在板上应该有一个在FPGA中使用的软IP核与之相对应。
②IO_ADAPTER。IO_ADAPTER指定了连接IO_INTERFACE引脚与相应软IP端口的软胶合逻辑。
③FPGA。FPGA模块代表FPGA本身。
2．2 赋值命令
每个BEGIN—END模块包括多个赋值命令。赋值命令至少包括一个name—value对，还可以加入多个name—value子对。 |
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