Spartan-6和Virtex-6嵌入式目標參考設(shè)計其實是非常相象的，它們都包含一個32位的MicroBlaze™RISC處理器，性能優(yōu)化，支持Linux RTOS，100MHz時鐘頻率。另外還包含集成式存儲控制器，包含DDR、DDR2、DDR3、LPDDR，數(shù)據(jù)速率達800Mbps。

全套優(yōu)化的軟IP外設(shè)和總線結(jié)構(gòu)包含UART、Flash、GPIO、I2C/SPI、Timer/Intr Controller、Debug。具體如圖1所示，參考設(shè)計中集成以太網(wǎng)MAC IP，資源百兆、千兆網(wǎng)，子IP也可與外部碼作整合。處理器和處理器子系統(tǒng)全面可操作且簡便易用，有助于立即著手系統(tǒng)開發(fā)工作。

MicroBlaze處理器子系統(tǒng)

Spartan-6和Virtex-6嵌入式參考設(shè)計中，提供MicroBlaze處理器子系統(tǒng)，稱為PSS（processer sub system），通過這樣一個PSS子系統(tǒng)，用戶可以很快地將自己的定義邏輯加入這樣一個子系統(tǒng)中，由于這個目標參考設(shè)計MicroBlaze子系統(tǒng)已經(jīng)整合了許多外設(shè)功能，用戶制定的這個邏輯便可以很快地通過網(wǎng)絡(luò)來控制或者讓DDR內(nèi)存作存儲，這將有效降低客戶在開發(fā)過程中的時間。

操作步驟

提高效率只需簡單幾步，第一步，數(shù)分鐘內(nèi)啟動設(shè)計，包括連接電纜，接通開發(fā)板電源，載入嵌入式平臺演示；第二步，評估，包括評估嵌入式平臺演示，用互動界面評估性能參數(shù)；第三步，定制，包括啟動嵌入式目標參考設(shè)計項目，根據(jù)軟件開發(fā)輔導(dǎo)資料對軟件應(yīng)用進行編程、調(diào)試和描述，根據(jù)硬件開發(fā)輔導(dǎo)資料進行設(shè)計修改。

在經(jīng)過第一步和第二步之后，用戶已經(jīng)充分了解嵌入式目標參考設(shè)計的內(nèi)容，并可利用嵌入式目標參考設(shè)計來加入用戶自己的邏輯和自己的軟件，使用XPS進行硬件制定的開發(fā)，使用SDK進行軟件的開發(fā)，這樣就可以按時完成設(shè)計要求。

EDK是Xilinx嵌入式開發(fā)套件，其主要工具XPS是集成標準硬件流程ISE以及標準軟件流程SDK。XPS本身并不實現(xiàn)硬件流程，是通過呼叫ISE來達成硬件流程的實現(xiàn)。硬件流程包含了標準的FPGA硬件發(fā)展流程。XPS也不實現(xiàn)標準軟件流程，也是通過呼叫SDK來實現(xiàn)標準軟件流程。用戶可以通過XPS對系統(tǒng)作描述，如圖2所示。可以稱XPS為一個腳本產(chǎn)生器，是用來聯(lián)絡(luò)硬件和軟件流程的工具。

簡單的SDK軟件開發(fā)流程步驟如圖3所示，這些都將在SDK上完成。

• 采用SDK Eclipse IDE開始設(shè)計

• 打開專門針對MicroBlaze PSS 目標參考設(shè)計配置的工作區(qū)(Workspace)

• 編程

• 創(chuàng)建獨立的軟件平臺或OS BSP

• 創(chuàng)建、編譯并構(gòu)建軟件應(yīng)用

• 用圖形調(diào)試器調(diào)試軟件應(yīng)用

簡單硬件設(shè)計流程步驟如圖4所示。

• 用XPS開始設(shè)計

• 啟動MicroBlaze PSS目標參考設(shè)計項目

• 修改

• 從EDK套件中選擇其他標準外設(shè)添加到PSS

• 根據(jù)“創(chuàng)建IP向?qū)?rdquo;創(chuàng)建定制IP

• 根據(jù)“調(diào)試配置向?qū)?rdquo;添加ChipScope調(diào)試IP

集成并優(yōu)化軟件／硬件的步驟如圖5所示。

• 用 ChipScope™Pro 分析工具調(diào)試軟件／硬件集成問題

• 用SDK描述應(yīng)用并確定熱點

• 下載性能關(guān)鍵代碼(performance critical code)到硬件加速器

第三方提供嵌入式軟件支持主流的有Linux (PetaLinux)、uC/OS-II和Treck 網(wǎng)絡(luò)中間件，主要特性如表1所示。

總結(jié)

最后總結(jié)一下，新型嵌入式開發(fā)套件可最大限度地縮短開發(fā)時間也就是加速產(chǎn)品上市進程，采用預(yù)集成組件降低風(fēng)險，也就是新型目標參考設(shè)計可幫助設(shè)計人員提高工作效率。可以使設(shè)計人員致力于實現(xiàn)產(chǎn)品差異化和增值。

更多詳細內(nèi)容，敬請瀏覽：

問答選編

問：Spartan-6設(shè)計平臺采用“開箱即用”設(shè)計，具體都包含哪些含有FPGA系統(tǒng)開發(fā)所需的軟硬件套件？

答：Spartan-6 FPGA Embedded Kit包含ISE套件Embedded Edition和SP605開發(fā)板。

問：集成式存儲控制器，DDR、DDR2等的存儲空間都是多少？

答：這個取決于你的外部存儲空間有多大。

問：Spartan-6的存儲器時鐘最大頻率是多少呢？

答：Spartan-6的MCB最快能到400MHz。如果跟DDR3一起用的話，能達到800MB/s的帶寬。

問：Xilinx提供的標準嵌入式IP及第三方伙伴提供的IP添加完就可以直接使用？

答：mankit大部份Xilinx的標準嵌入式IP都是免費的。

問：Spartan-6嵌入式套件和Spartan-6的數(shù)字信號處理開發(fā)套件應(yīng)用上有哪些區(qū)別？

答：Spartan-6 Embedded Kit:SP605 (LX45T) + ISE DS Embedded Edition.

Spartan-6 DSP Kit:AS-LX150T board + ISE DS System Edition.

問：Spartan-6 FPGA采用什么工藝技術(shù)？

答：Spartan-6采用45nm工藝技術(shù),是45nm工藝的低成本FPGA。

問：Spartan-6對設(shè)計保密有何特長？

答：Spartan-6有DeviceDNA來保護你的設(shè)計，而在LX75/LX75T以上的器件有bitstream AES加密。

問：用spartan就可以實現(xiàn)比較簡單的邏輯，但是如果串口速度比較高怎么辦？請問s6里包含GTX嗎？

答：Spartan-6有LX和LXT系列，LXT系列有3.2Gbps的GTP。

問：Spartan-6最大容量是多少？

答：最大容量的Spartan-6有15萬LUTs(XC6SLX150/XC6SLX150T)。

問：Xilinx有無低成本的Spartan-6 DEMO板供應(yīng)?

答：我們有入門版的DEMO板SP601,可以在找到。

問：Spartan-6 FPGA套件除了支持PCIegen1標準的接口與千兆位以太網(wǎng)鏈接外，是否還支持gen2標準的接口？

答：Spartan-6不支持gen2的PCIe.如果你需要gen2的支持, 你可以選擇Virtex-6，詳情參考V6 PCIe的文檔。

問：ISE的所有版本都支持MIG設(shè)計嗎？

答：所有版本的ISE都可以支持MIG設(shè)計。

問：Virtex-6是否兼容PCIExpress2.0標準？

答：Virtex-6已經(jīng)通過了PCI Express 2.0 (2.5Gbps和 5Gbps)的兼容測試。

問：Spartan-6的工作電壓等級是多少?

答：Spartan-6的工作電壓是1.2V的,我們也有提供low power的Spartan-6 -1L器件，它的工作電壓是1.0V。

問：Spartan-6在基站設(shè)計中有優(yōu)勢嗎？

答：Spartan-6的DSP Slice能使工程師在RRU設(shè)計上可以用低成本的Spartan-6 FPGA來實現(xiàn)DPD，PC-CFR，DUC，DDC等功能。