實(shí)現SOPC的嵌入式軟硬件協(xié)同設計平臺
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1．2 軟硬件任務(wù)劃分和軟硬件接口
系統模型是對系統初步的粗粒度劃分。依據這個(gè)粗粒度的劃分，有助于第一次軟硬件任務(wù)分配。在進(jìn)行軟硬件劃分時(shí)，需要將系統需求根據設計目標和設計約束，分解出硬件的功能需求和非功能需求，以及軟件的功能需求和非功能需求，并進(jìn)一步細化硬件需求及軟件需求。
進(jìn)行軟硬件劃分是協(xié)同設計的重心，劃分的合理與否，將直接影響到后續的設計與開(kāi)發(fā)。設計者要從系統的角度，將軟硬件完成的功能作均衡，以想要達到的目標為設計標準。在系統的復雜度一定時(shí)，使軟硬件結合，達到更高的性能。軟硬件劃分好以后，軟件和硬件的設計一直是保持并行的，在設計過(guò)程中兩者交織在一起，互相支持，互相提供開(kāi)發(fā)的平臺。
軟硬件的劃分不是簡(jiǎn)單地將功能分解，在進(jìn)行軟硬件任務(wù)分配時(shí)已經(jīng)在進(jìn)行系統的架構設計。其中，非常重要的部分是軟硬件的接口設計。嵌入式系統的軟硬件接口，從基本的寄存器到高級的系統接口都非常重要。在軟硬件任務(wù)分配時(shí)，主要考慮系統的軟件與硬件之間的接口，以及那些影響最終軟硬件集成、調試的軟硬件接口。
2 系統硬件設計
整個(gè)系統的設計可以分為兩個(gè)部分：第一部分是硬件平臺的設計，即可用以運行整個(gè)系統的硬件部分，包含了主芯片、外設芯片以及它們之間的互聯(lián)；第二部分是根據系統設計需求來(lái)定制硬件系統，即設計處理器軟核和相關(guān)外設的控制邏輯，完成系統的定制。第一部分的工作是后面工作的基礎。
本設計中的SOPC開(kāi)發(fā)平臺系統結構如圖2所示，開(kāi)發(fā)板的PCB版圖設計利用Altium Designer工具完成。軟硬件接口設計的主要任務(wù)是基于基本指令集完成驅動(dòng)程序的編寫(xiě)工作。驅動(dòng)程序是硬件組件與軟件組件之間的橋梁。軟硬件接口的另一個(gè)重要工作是進(jìn)行硬件初始化。初始化代碼是處理器從復位狀態(tài)進(jìn)入操作系統能夠運行的狀態(tài)，也就是在把控制權交給操作系統或應用程序之前硬件和底層軟件(驅動(dòng))必須做的一些工作。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/150586.htm
下面詳細說(shuō)明平臺中重要的電源電路、Flash接口電路、SDRAM接口電路設計，其他部分電路可參考相應資料。
2．1 FPGA EP1C6Q
目前大部分Altera公司的FPGA均支持NiosIICPU，而Cyclone系列器件是當前世界上成本最低的FPGA芯片之一，因此本設計中的核心芯片采用Cyclone EP1C6，具有9800個(gè)邏輯單元，92Kb的RAM資源，提供兩個(gè)全功能的鎖相環(huán)(PLL)。I／O接口185個(gè)，還支持LVDS、DDR等傳輸接口。它的配置使用最新型的AS配置方式，配置芯片是EPCS4(Flash結構，4Mb)。
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