Xilinx可编程逻辑器件设计与开发（基础篇）连载49：Spartan.doc

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1、Xilinx可编程逻辑器件设计与开发（基础篇）连载49：Spartan　　12.3PicoBlaze性能　　表12-4列出了PicoBlaze微控制器在不同的FPGA系列和不同的速度等级的器件中能达到的最高频率。通常情况下，如果对性能要求不是太高，最好是让PicoBlaze在低频下工作，因为它所处理的外设一般为低速设备，例如，串行通信，按键等。另外，低频工作也会减少等待周期，降低系统功耗。　　　　12.4PicoBlaze在FPGA设计中的应用　　PicoBlaze以三种方式提供给设计者使用，包括VHDL源码、Verilog源码和黑盒子

2、。ISE6.1及以上版本均可以支持。下面主要介绍VHDL源码的设计流程，关于Verilog和黑盒子方式，请参阅Xilinx相关文档。　　PicoBlaze的VHDL源文件是KCPSM3.VHD，它支持XST综合和ModelSim仿真，也可以应用其他综合和仿真工具。建议设计者不要以各种方式更改源码。　　KCPSM3.VHD模块component声明以及例化如下，KCPSM3包括ALU、寄存器、暂存器等，但是不包括指令存储器。　　　　　　　　由于KCPSM3不包括指令存储器，因此需要另外建立指令存储器，并将指令存储器与KCPSM3连接。指令

3、存储器component和例化方式如下所示。　　PicoBlaze的汇编源程序的扩展名为psm，其程序存储器的文件名由汇编源文件名决定，如果汇编源文件名为my_rom.psm，经过PicoBlaze编译后产生的程序存储器的VHDL的文件名即为my_rom.vhd，其中的RAM被.psm文件初始化，将这个文件与KCPSM3连接，即可实现完整的PicoBlaze系统。　　　　　　　　12.5PicoBlaze开发工具　　PicoBlaze开发工具主要有三个：XilinxKCPSM3、MediatronixpBlazIDE和XilinxSys

4、temGenerator，如表12-5所示，本节主要介绍XilinxKCPSM3和MediatronixpBlazIDE。　　　　12.5.1KCPSM3开发工具一、编译器　　KCPSM3编译器是一个简单的DOS可执行程序，还有三个临时文件。将KCPSM3.EXE、ROM_form.vhd、ROM_form.v和ROM_form.coe四个文件拷贝到工作目录。源程序可以用任何文本编辑器编辑，其扩展名为.psm。注意：文件名不超过7个字符。DOS命令如下：　　kcpsm3[.psm]二、编译错误　　KCPSM3编译过程中，如果程序有错误，

5、会在DOS窗口显示，然而由于编译比较快，很难看清错误信息，因此KCPSM3提供一个命令，可以将错误信息写入一个文本文件。　　kcpsm3[.psm]>screen_dump.txt三、输入输出文件　　KCPSM3编译器包括4个输入文件和15个输出文件，如图12-24所示。　　　　12.5.2MediatronixpBlazIDE开发工具　　MediatronixpBlazIDE软件界面如图12-25所示，它是一个免费的图形化的集成开发环境，它包括的特性介绍如下。　　　　图12-25MediatronixpBlazIDE软件界面　　语法彩

6、色高亮显示。指令集仿真（ISS）。支持断点、寄存器视窗、存储器视窗。源代码格式化。KCPSM3-to-pBlazIDE导入功能/语法转换。支持HTML输出，包括彩色高亮显示。　　此工具可以从下载。一、设置pBlazIDE　　pBlazIDE支持4个PicoBlaze版本，如图12-26所示。对于Spartan-3、Virtex-2、Virtex-2Pro和Virtex-4/5/6选择SetTIngs→Picoblaze3。　　　　图12-26设置pBlazIDE的PicoBlaze版本二、将KCPSM3代码导入pBlazIDE　　如图1

7、2-27所示，由于KCPSM3源码与pBlazIDE源码存在差异，所以当用pBlazIDE进行代码调试时，需要应用导入命令File→Import进行转换，如图12-28所示。　　　　图12-27KCPSM3源码与pBlazIDE源码的区别　　　　图12-28将KCPSM3代码导入pBlazIDE　　KCPSM3源码与pBlazIDE源码的差异如表12-6所示。　　三、PicoBlaze代码模拟　　在pBlazIDE开发环境中，开发者可以对应用程序代码进行模拟运行，可以设置断点，观察寄存器、存储器、暂存器的内容，也可以监控输入/输出口以及

8、标志位的状态。这一步骤与常用的Keil51等模拟器相似，不再详述。　　12.6PicoBlaze设计开发包　　一个PicoBlaze设计主要包含两个部分，分别是控制器硬件部分和控制器软件汇编源程序。Xili