手把手課堂：簡(jiǎn)單MicroBlaze微控制器的理念

　　嵌入式微控制器對復雜程度各異的多種應用而言都很普遍。賽靈思 (Xilinx)自2000年以來(lái)始終致力于推出固化的（PowerPC® 405 和 PowerPC 440）以及基于構造 (MicroBlaze™) 的嵌入式微處理器。MicroBlaze 的顯著(zhù)優(yōu)勢在于能滿(mǎn)足復雜應用的需求，有些情況下除了運行簡(jiǎn)單的通用應用而外還能運行操作系統。

　　設計人員能夠在當前所有的賽靈思架構中實(shí)施 MicroBlaze 軟處理器，在不同產(chǎn)品系列間實(shí)現方便的轉換，獲得無(wú)與倫比的靈活性。但是，MicroBlaze系統設計不僅要在70多種參數中選擇，而且還要借助一系列功能強大的嵌入式工具，如果應用只需要簡(jiǎn)單的微控制器，那么這種設計方法可能反倒不實(shí)用了。

　　但是，利用適當的技術(shù)，用戶(hù)可以開(kāi)發(fā)構造簡(jiǎn)單的預配置MicroBlaze微控制器，并方便快捷地將其添加到任何FPGA設計中?？蓪⒖刂破鞯膶?shí)例直接加入HDL。用戶(hù)能在標準的FPGA設計流程中直接使用，無(wú)需特殊的腳本或復雜的步驟。僅需三個(gè)文件即可啟動(dòng)設計工作，包括兩個(gè)硬件實(shí)施文件和一個(gè)軟件定義文件。這種方法使工程師不用學(xué)習或者只需很少量的學(xué)習就能快速啟動(dòng)FPGA嵌入式設計工作。

　　在ISE® 11.1中啟動(dòng)MicroBlaze軟件開(kāi)發(fā)工作，可使用獨立的軟件開(kāi)發(fā)套件 (SDK) 進(jìn)行C和C++應用的創(chuàng )建和調試，而無(wú)需全面的嵌入式開(kāi)發(fā)套件(EDK)。

　　微控制器預配置了兩種選項，UART和調試。表1顯示了根據微控制器配置不同而給出的各種FPGA系列的尺寸估算值。此外，Virtex®器件使用了兩個(gè)Block RAM，而Spartan®器件使用四個(gè)Block RAM。對應用代碼進(jìn)行調試后，用戶(hù)即可移除調試選項，以減小控制器的尺寸。例如，Spartan-6微控制器僅需要220個(gè)切片。

　　微控制器概覽

　　簡(jiǎn)單MicroBlaze微控制器包含的組件有32位MicroBlaze處理器、8KB RAM/ROM、帶64KB尋址空間的32位用戶(hù)接口、中斷支持、可選UART以及可選的JTAG調試接口。圖1顯示了系統方框圖。

　　根據需要以及實(shí)施工具允許的范圍，時(shí)鐘輸入可高可低。有效高電平復位輸入與輸入時(shí)鐘內部同步。中斷輸入信號可提供中斷支持，微控制器提供服務(wù)時(shí)用中斷確認輸出進(jìn)行確認。此外，簡(jiǎn)單的地址映射用戶(hù)接口也同步于時(shí)鐘，支持用戶(hù)定制。圖2顯示了用戶(hù)接口的時(shí)序?？蓪⒆止潌⒂糜糜谧止澓桶胱质聞?wù)處理。