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1、第26卷第4期计算机应用Vol.26No.42006年4月ComputerApplicationsApr.2006文章编号:1001-9081(2006)04-0765-03基于可编程片上系统的嵌入式以太网通信开发李明(信号盲处理国防科技重点实验室,四川成都610041)(wcdma@sohu.com)摘要:基于Xilinx公司Virtex2IIPro器件开发平台,介绍了其内嵌PowerPC405处理器设计原理和软硬件协同设计方法,结合典型的以太网通信实验,详细描述了其可编程片上系统(SOPC)的设计过程以及VxWorks系统下板级支持包(BSP)的开发和移植
2、过程,并且给出了实验的设计实现和结果。关键词:PowerPC405;软硬件协同设计;板级支持包;以太网通信中图分类号:TP39文献标识码:ADevelopmentofembeddedethernetcommunicationbasedonsystemonaprogrammablechipLIMing(NationalDefenceKeyLaboratoryofBlindProcessingofSignals,ChengduSichuan610041,China)Abstract:ThedesignprincipleofembeddedPowerPC405pro
3、cessoranditssoftware/hardwareco2designmethodwereintroducedontheVirtex2IIProdeviceofXilinxcorporation.AlongwithaexperimentonEthernet,theprocessofitssystemdesignofSystemonaProgrammableChip(SOPC)andthedevelopmentoftheVxWorks’BoardSupportPacket(BSP)weredescribedindetail.Finally,boththei
4、mplementationandtheresultoftheexperimentwerepresented.Keywords:PowerPC405;software/hardwareco2design;BoardSupportPacket(BSP);ethernetcommunication和Virtex24器件中的PowerPC405处理器内核(这是业界目前0引言唯一的嵌入式硬核),另一种采用MicroBlaze32位嵌入式处随着嵌入式系统应用的不断普及和深入,往往需要同时理器软核。硬核的好处是能够提供更快的数据处理能力,而优化众多设计因素,这些因素包括成本
5、、功率、尺寸、性能、灵软核则具有更好的灵活性,在目标器件中可以进行任意的配活性、产品上市时间、开发和设计周期、高可靠性和高性能等。置。由于硬核的速度和资源优势,在课题的实施中我们采用Xilinx公司推出的Virtex2IIPro和Virtex24系列器件的了PowerPC405处理器,它支持复杂嵌入式的应用模式。由于PowerPC405嵌入式处理器设计平台可以满足这一要求,其高同时需要嵌入式RTOSVxWorks,需要提供较大的存储空间,性能的设计工具为设计者提供了完善的软硬件协同设计能FPGA内部的BlockRAM往往不能满足要求,因而一般要由外力。根据其内
6、核嵌入式系统的软硬件开发理念:片上嵌入式部的存储器阵列实现。系统和现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray,如图1所示,该体系结构主要应用于需要实时操作系统FPGA)内部的传统硬件设计无缝联接在一起,从而构造成真(Real2TimeOperatingSystem,RTOS)支持的数据处理、软件、正的SoC(片上系统)。软硬件系统划分允许设计人员控制以控制等实时系统中以及以FPGA为核心的复杂应用。为了实效率最高的方式实现所需要的功能。在FPGA中实现嵌入式现与片上的存储器、外设相连,需要生成处理器局部总线、片处理器有利于定制不同规
7、模、不同速度的嵌入式处理器内核,上外设总线以及片内存储器管理模块等。Virtex2IIPro系列并具有灵活的升级能力,必将成为嵌入式应用的一个重要趋器件采用IBM的CoreConnectTM总线技术,它是一个总线标势。准的集合。该总线中包括:本文以Virtex2IIProP20芯片内嵌PowerPC405硬核为处(1)处理器局部总线(ProcessorLocalBus,PLB):该总线理器,选用目前广泛使用的VxWorks操作系统,阐述了内嵌为高速的数据通道,提供32位的地址线和64位的数据线。PowerPC嵌入式设计的过程和要点,详细介绍了以太网通信当总线的
8、时钟频率为133MHz时,可提供2.1
