基于OpenBus系統(tǒng)的FPGA嵌入式設(shè)計與實現(xiàn)
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1．3 創(chuàng)新電子設(shè)計平臺NanoBoard 3000
Altium Designer的創(chuàng)新電子設(shè)計平臺NanoBoard 3000，板載Xilinx公司的FPGA芯片Spartam XC3S 1400AN。通過USB接口，將裝有Altium Designer軟件的PC機與NanoBoard3000連接，Altium Designer軟件就可以與NanoBoard 3000直接通信，下載并交互地開發(fā)和調(diào)試程序。設(shè)計過程中無需仿真環(huán)境，加快了開發(fā)流程。
NanoBoard 3000板上資源豐富，含高級的I2S立體聲系統(tǒng)，有板載放大器、混音器及立體聲揚聲器。全面的視頻輸出，包括S-Video、混合視頻的輸入輸出及VGA輸出。標準的存儲器接口，包括IDE、Compact flash及SD內(nèi)存卡。各種標準通信接口，包括USB、Ethemet、RS-232串口、CAN、pS／2 miniDIN。另外，還有各種通用開關(guān)和LED。FPGA設(shè)計下載前需要配置管腳約束文件，目的是讓設(shè)計輸入輸出端口與目標FPGA器件的管腳對應(yīng)起來。在Altium Designer軟件中進行FPGA嵌入式設(shè)計，下載程序時，選擇自動配置約束文件功能，就可為FPGA設(shè)計自動添加管腳約束文件。
2 基于OpenBus系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
文中基于OpenBus系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)了一個32位處理器TSK3000A控制LED的FPGA嵌入式工程。將嵌入式程序代碼“嵌入”到TSK3000A處理器中，在軟件平臺搭建器SwPlatform提供底層驅(qū)動程序的基礎(chǔ)上，用C語言編寫應(yīng)用程序代碼，控制NanoBoard 3000開發(fā)板上的LED。同時，自動配置FPGA約束文件，在創(chuàng)新電子平臺NanoBoard 3000上下載程序。程序下載調(diào)試成功后，可以看到LED的亮暗情況與嵌入式代碼中預(yù)先設(shè)計的一樣，表明設(shè)計是完全正確的。
2．1 OpenBus 系統(tǒng)設(shè)計與頂層原理圖設(shè)計
在Altium Designer中新建一個FPGA工程，為工程添加原理圖文件和OpenBus文件。打開OpenBus Palette面板，調(diào)用LED Controller、連接器Interconnect、32-bit RISC Processor TSK3000A、SBAM Controller等元件，合理配置OpenBus器件參數(shù)，完成OpenBus文件的設(shè)計，如圖3所示。本文引用地址：http://m.ptau.cn/article/189725.htm
將圖3的OpenBus文件生成原理圖符號，在設(shè)計的頂層原理圖中調(diào)用。調(diào)用FPGA設(shè)計元件庫中的其他外圍組成電路的元器件，連線完成頂層原理圖的設(shè)計，如圖4所示。
2．2 軟件平臺搭建器SwPlatform與嵌入式代碼設(shè)計
本設(shè)計中要用32-bit RISC Processor TSK3000A處理器來控制LED，需要添加LED的驅(qū)動程序，如圖5所示。在器件棧中選擇Import from FPGA按鈕，Altium Designer將自動檢查FPGA工程，添加LED Controller和LED Controller Drive，這樣就為LED器件完成了硬件驅(qū)動程序的添加。
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