第二章 嵌入式單晶片發展平台介
2.3 嵌入式系統發展平台
在我們的實作中採用的是Xilinx公司生產的嵌入式系統發展平台⎯ML310 Development Board，如圖 2-3所示：
圖 2-3 Xilinx 公司的 ML310 Development Board
平台的核心是一顆 Virtex-Ⅱ pro FPGA(Field Programmable Gate Array)，
型號是 XC2VP30。這顆 FPGA 共有 30,816 Logic Cells 提供邏輯合成的電路資源，
且具有 2 顆內建的 PowerPC 405 處理器，可以當作嵌入式系統的核心處理器。此 外，FPGA 內尚有內建的 18x18 bits 的乘法器 136 顆及 136 塊 18Kbits 的 Block RAM 提供現成的電路元件。
除了 FPGA 外，發展平台提供一個嵌入式系統相當完整的發展環境，除了電 源與一些 I/O 介面，並利用匯流排將核心模組與邏輯模組整合在一起。平台上重 要的邏輯模組像是 DDR Memory，System ACE CF Controller，CompactFlash Slot，
IDE Drive Connectors，PCI Slots 等。
平台上主要的匯流排是 Process Local Bus(PLB)與 On-chip Peripheral Bus(OPB)，PLB bus 與 OPB bus 是 IBM CoreConnect 的標準匯流排，其中 PLB bus 是高速匯流排，而 OPB bus 是低速匯流排，兩個匯流排中間有個 Bridge 作連接，
形成整個嵌入式系統的骨幹。圖 2-4 是以 PowerPC 405 處理器為核心的嵌入式 系統架構圖。
圖 2-5 以 PowerPC 405 為核心的嵌入式系統架構
我們配合 ML310 平台使用的發展工具是 Embedded Development Kit(EDK)及 Integrated Software Enviroment(ISE)。EDK 提供以 PowerPC 405 為核心的嵌 入式系統設計者豐富的設計工具及多樣的嵌入式系統週邊設備，如 Memory
Controller 、 UART(Uni-versal Asynchronous Receiver/Transmitter) 、 GPIO(General Purpose Input/Output)等。EDK 發展工具主要包括下面幾部分：
z 嵌入式系統核心及週邊元件的硬體 IP(Intellectual Property)。
z 嵌入式系統軟體所需要的驅動程式(Drivers)，函式庫(Libraries)。
z 具有整合軟硬體研發環境的 Xilinx Platform Studio(XPS)。
其中 Xilinx Platform Studio 中有幾個重要的發展工具，在我們的 FBP 演算法 嵌入式系統實作中將使用到，所以下面簡單介紹這些工具：
z The Base System Builder(BSB) wizard：這是一個軟體工具可以幫助使用 者快速的建立特定平台上可以執行的基礎嵌入式系統。在執行完 BSB wizard 後，會產生兩個重要的檔案，一個是硬體規格檔(Microprocessor Hardware Specification，MHS)，另一個是軟體規格檔(Microprocessor Software Specification，MSS)。MHS 檔案定義系統的架構及使用到的週邊元件及核 心處理器。也定義了系統中週邊與核心元件間匯流排的連接關係，以及各個 週邊元件的參數設定。MSS 檔案則是定義週邊元件的驅動程式，系統的標準 輸入輸出設備，系統中斷處理常式及相關的軟體設定。
z The Platform Generator Tool(PlatGen)：輸入 MHS 檔案，建立系統的 netlist 檔案，並支援檔案下載到 FPGA 時所需的相關檔案，及新增週邊元件到系統 中的相關工作。在執行 PlatGen 工具時，ISE 將自動被呼叫去完成整個硬體 平台的邏輯合成，電路佈局到產生 netlist 檔案。
z The Library Generator Tool(LibGen)：輸入 MSS 檔案，建立個人化週邊元 件驅動程式、函式庫、系統中斷處理常式及檔案系統。
z The Bitstream Initializer tool：在 FPGA 中對處理器將存取的指令記憶 體區塊進行初始化設定，而指令記憶體區塊則存在 Block RAM 中。這個工具 將讀入 MHS 檔案，並且呼叫 ISE 的 Data2MEM 工具來初始化 FPGA 中使用到的
Block RAM。
z Create/Import Peripheral Wizard：幫助使用者建立自己的週邊元件並且 加入嵌入式系統中。
此外，在實作過程中我們還有用到 Xilinx 公司生產的 ISE 軟體，ISE 是套 IC 設計的整合軟體環境，包含多個軟體套件，可以執行完整的設計流程。從硬 體 描 述 語 言 (Hardware Description Language) 程 式 的 編 寫 ( 如 VHDL 及 Verilog)，設計的輸入，邏輯模擬，邏輯合成，電路佈局，產生 netlist 檔案，
產生可以載入 FPGA 配置電路的 BitStream 檔等工作。