KCPSM6 PicoBlaze的原理與應用
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(2)新增屬性
KCPSM6新增了3個(gè)屬性，分別是hwbuild(與HWBULID指令配合使用，可用于定義軟件版本等功能)、interrupt_vector(定義中斷矢量，默認為0x3FF)和scratch_pad_memory_size(定義內部暫存RAM大小，默認為64 B)。
(3)新增指令
KCPSM6指令集向下兼容KCPSM3的指令集，并新增了9條指令，分別是TESTCY、COMPARECY、REGBANK、STAR、OUTPUTK、JUMP@、CALL@、LO ADRETURN和HWBULID。新指令的擴展，極大地改善了KCPSM6的編程靈活性和代碼效率。例如，向端口0x01輸出0x5A，在KCPSM3中需執行兩條指令：“LOAD s0，5A”和“OUPUT s0，01”。而在KCPSM6中，只需執行“OUTPUTK 5A 01”即可。其他新增指令的詳細功能，見(jiàn)參考文獻。
2 KCPSM6開(kāi)發(fā)與調試
KCPSM6的開(kāi)發(fā)流程與KCPSM3基本相同。KCPSM6的開(kāi)發(fā)流程如圖2所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/148050.htm
如圖2所示，用戶(hù)程序和ROM模塊經(jīng)編譯器KCPSM6 Assembler編譯后，生成包含程序代碼的ROM模塊。在頂層模塊中例化ROM模塊和KCPSM6模塊，然后綜合、實(shí)現并生成比特流下載到FPGA中。在程序調試過(guò)程中，經(jīng)常需要對用戶(hù)程序進(jìn)行反復修改，如果采用常規的方法，則每次修改用戶(hù)程序，都要重新綜合、布局布線(xiàn)，生成新的比特文件，往往需要幾分鐘到十幾分鐘，耗時(shí)耗力，給調試帶來(lái)了極大不便。為此，與KCPSM3類(lèi)似，Xilinx公司也為KCPSM6提供了JTAG Loader工具，而采用JTAG Loader進(jìn)行調試則無(wú)需重新綜合、布局布線(xiàn)，通過(guò)JTAG接口直接修改PicoBlaze的程序BRAM，只需幾秒即可完成程序更新，大大加快了調試進(jìn)度。
JTAG Loader的使用步驟如下：
①將代碼中的C_JTAG_LOADER_ENABLE屬性設為“1”。
②綜合、實(shí)現生成比特流并下載到FPGA中。
③將JTAG Loader．exe復制到當前工程目錄下。
④打開(kāi)命令提示符，并切換到當前目錄，運行JTAGLoader(如果是64位操作系統則運行JTAG Loader64)，JTAG Loader自行識別目標FPGA，如果報錯顯示未知器件，則需要輸入其IR_Length參數，該參數可以在ISE安裝目錄下查到，如：C：＼Xilinx＼13．2＼ISE_DS＼ISE＼acecf＼data＼xccace．bsd文件中的attribute INSTRUCTION_LENGTH ofXCCACE：entity is 8，其他器件的查閱方法類(lèi)似。
⑤修改用戶(hù)程序，并用kcpsm6．exe重新編譯程序。
⑥運行jtagloader—1 your_program．hex，即可實(shí)現一鍵更新程序。
另外，值得注意的是，使用JTAG Loader之前，必須正確設置系統的環(huán)境變量，具體方法是運行ISE安裝目錄下C：＼Xilinx＼1 3．2＼ISE_DS文件夾內的settings32．bat批處理文件即可。
3 應用實(shí)例
為了驗證KCPSM6的新增功能及JTAG Loader的使用方法，本文在FPGA開(kāi)發(fā)板上實(shí)現了8位LED的控制。綜合結果顯示，本設計共占用了35個(gè)Slice和2個(gè)RAMB 16BWERs單元，僅占XC6SLX75T-3FGG676總Slice數和BRAM單元的1％。最后，將生成的比特流下載到開(kāi)發(fā)板上進(jìn)行驗證，LED能夠按預期要求閃爍。修改用戶(hù)程序，重新編譯后，能夠用JTAG Loader快速更新程序。
結語(yǔ)
本文簡(jiǎn)要闡述了Xilinx公司最新推出的KCPSM6軟核的結構及原理，并與KCPSM3進(jìn)行了對比分析。介紹了KCPSM6的開(kāi)發(fā)調試流程，并進(jìn)行了實(shí)例驗證。本文對已有KCPSM3使用經(jīng)驗的設計者快速熟悉KCPSM6的應用開(kāi)發(fā)具有積極意義。
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