microblaze串口设计流程

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1、基于XilinxFPGA的数据通信设计流程EDK是Xilinx公司在可编程逻辑器件上进行嵌入式处理器系统设计的一系列软件工具，它支持IBMPowerPC处理器硬核和Xilinx公司的MicroBlaze处理器软核。EDK包括如下部分：<1>XilinxPlatformStudio（XPS）图形界面；<2>嵌入式系统工具集；<3>嵌入式处理IP核，比如处理器和外围设备；<4>PlatformStudioSDK（软件开发工具），可用于开发嵌入式应用程序。MicroBlaze嵌入式软核是一个被Xilinx公司优化过的可以嵌入在FPGA中的RISC处理器软

2、核，具有运行速度快、占用资源少、可配置性强等优点，广泛应用于通信、军事、高端消费市场等领域。1.MicroBlaze的体系结构MicroBlaze是基于Xilinx公司FPGA的微处理器IP核，和其它外设IP核一起，可以完成可编程系统芯片（SOPC）的设计。MicroBlaze处理器采用RISC架构和哈佛结构的32位指令和数据总线，可以全速执行存储在片上存储器和外部存储器中的程序，并和其它外设IP核一起，可以完成可编程系统芯片(SOPC)的设计。MicroBlaze处理器采用RISC架构和哈佛结构的32位指令和数据总线，可以全速执行存储在片上存储器

3、和外部存储器中的程序，并访问其的数据。MicroBlaze内部有32个32位通用寄存器和2个32位特殊寄存器—PC指针和MSR状态标志寄存器。为了提高性能，MicroBlaze还具有指令和数据缓存。所有的指令字长都是32位，有3个操作数和2种寻址模式。指令按功能划分有逻辑运算、算术运算、分支、存储器读/写和特殊指令等。指令执行的流水线是并行流水线，它分为3级流水：取指、译码和执行。MicroBlaze可以响应软件和硬件中断，进行异常处理，通过外加控制逻辑，可以扩展外部中断。利用微处理器调试模块（MDM）IP核，可通过JTAG接口来调试处理器系统。多

4、个MicroBlaze处理器可以用1个MDM来完成多处理器调试。MicroBlaze处理器具有8个输入和8个输出快速单一链路接口（FSL）。FSL通道是专用于单一方向的点到点的数据流传输接口。FLS和MicroBlaze的接口宽度是32位。每一个FSL通道都可以发送和接收控制或数据字。2.MicroBlaze的开发应用EDK（嵌入式开发套件）可以进行MicroBlazeIP核的开发。工具包中集成了硬件平台生产器、软件平台产生器、仿真模型生成器、软件编译器和软件调试工具等。EDK中提供一个集成开发环境XPS（Xilinx平台工作室），以便使用系统提供

5、的所有工具，完成嵌入式系统开发的整个流程。EDK中还带有一些外设接口的IP核，如LMB、OPB总线接口、外部存储控制器、SDRAM控制器、UART、中断控制器、定时器等。利用这些资源，可以构建一个较为完善的嵌入式微处理器系统。在FPGA上设计的嵌入式系统层次结构为5级。可在最低层硬件资源上开发IP核，或用已开发的IP核搭建嵌入式系统，这是硬件开发部件；开发IP核的设备驱动、应用接口（API）和应用层（算法），属软件开发内容。利用MicroBlaze构建基本的嵌入式系统。通过标准总线接口—PLB总线的IP核，MicroBlaze就可以和各种外设IP核

6、相连。EDK中提供的IP核均有相应的设备驱动和应用接口，使用者只需利用相应的函数库，就可以编写自己的应用软件和算法程序。对于用户自己开发的IP核，需要自己编写相应的驱动和接口函数。1.MicroBlaze的应用在软件无线电系统中，一般采用“微处理器+协处理器”结构。微处理器一般使用通用DSP，主要完成系统通信和基带处理等工作；协处理器用FPGA实现，主要完成同步和预处理等底层算法的运算任务。在本课题中，采用的基带处理算法比较简单，应用软处理器IP核代替DSP，在一片FPGA内就能实现整个系统的设计。这样可以简化系统的结构，提高系统的整体性。FPGA

7、片上系统主要完成两个任务—发送和接收数据。对于发送任务，FPGA完成硬件算法的初始化，接收串口数据，并将数据存储在双口SRAM中，系统硬件算法部分对双口SRAM中数据进行基带处理，并将结果送给D/A转换器。对于接收任务，FPGA接收A/D转换器送来的数据，进行基带处理，并将数据存储在双口SRAM中，把存储在双口SRAM中的数据通过串口发送回主机。在EDK开发套件的XPS集成开发环境下进行系统硬件设计。在其界面环境下，添加IP核，进行系统连接和各项参数设置。由于系统中包含的硬件算法模块不是标准模块，因此工程需要设置成子模块方式，利用平台产生器，根据硬

8、件描述文件（.MHS文件），生成嵌入式系统子模块的网表文件（.NGC）。然后在ISE设计环境下，从外部通过GPIO端口与硬