基于MicroBlaze軟核的液晶驅動(dòng)程序設計

　　1 MicroBlaze的體系結構

　　MicroBlaze采用功能強大的32位流水線(xiàn)結構，包含32個(gè)32位通用寄存器和1個(gè)可選的32位移位器，時(shí)鐘頻率可達150 MHz；在Virrex一4 FPGA上運行速率高達120 DMIPS，僅占用Virtex—II Pro FPGA中的950個(gè)邏輯單元。MicroBlaze軟核的結構框圖如圖1所示。它具有以下基本特征：

　?、?2個(gè)32位通用寄存器和2個(gè)專(zhuān)用寄存器(程序計數器和狀態(tài)標志寄存器)。

　?、?2位指令系統，支持3個(gè)操作數和2種尋址方式。

　?、鄯蛛x的32位指令和數據總線(xiàn)，符合IBM的OPB總線(xiàn)規范(與外設相連接的低速總線(xiàn))。

　?、芡ㄟ^(guò)本地存儲器總線(xiàn)(LMB，本地高速總線(xiàn))直接訪(fǎng)問(wèn)片內塊存儲器(BRAM)。

　?、菥哂懈咚俚闹噶詈蛿祿彺?cache)，三級流水線(xiàn)結構(取址、譯碼、執行)。

　?、蘧哂杏布{試模塊(MDM)。

　?、邘?個(gè)輸入和8個(gè)輸出快速鏈路接口(FSL)。

　　圖中接口信號說(shuō)明如下：

　?、貲OPB，器件內部的外圍設備數據接口總線(xiàn)，用于處理器與片內的設備進(jìn)行數據交換。

　?、贒LMB，實(shí)現數據交換的本地塊存儲器總線(xiàn)。該總線(xiàn)為處理器內核與塊存儲器(BRAM)之間提供專(zhuān)用的高速數據交換通道。

　?、跧OPB，用于實(shí)現外部程序存儲器的總線(xiàn)接口。當程序較大時(shí)，需要外接大容量的存儲器。該總線(xiàn)提供讀取指令的通道。

　?、躀LMB，用于取指令的本地存儲器總線(xiàn)。該總線(xiàn)與器件內部的塊存儲器(BRAM)相連，實(shí)現高速的指令讀取。

　?、軲FSLO～7，主設備數據接口，提供點(diǎn)對點(diǎn)的通信通道。

　?、轘FSLO～7，從設備數據接口，提供點(diǎn)對點(diǎn)的通信通道。

　　2 MicroBlaze嵌入式開(kāi)發(fā)工具EDK

　　Xilinx公司提供了完善的嵌入式開(kāi)發(fā)工具EDK(Em—bedded Development Kit)。EDK是Xilinx公司于2003年推出的SOPC(System On Programmable Chip)系統開(kāi)發(fā)套件。該套件集成了豐富的開(kāi)發(fā)工具和大量的IP核資源，其中集成的工具包括硬件平臺生成器(PlatGen)、硬件仿真模型生成器(SimGen)、硬件調試工具(XMD)、軟件庫生成器(LibGen)、應用軟件編譯工具(GNU Compilers)、軟件調試工具(GNU Debuggers)等；IP核資源包括LMB和OPB總線(xiàn)接口、外部存儲器控制器(EMC)、SDRAM控制器、UART接口、中斷控制器、定時(shí)器等。所有這些工具和資源都由EDK中的一個(gè)叫平臺工作室XPS(XilinxPlatform Studio)的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境統一管理。XPS提供一個(gè)友好的圖形用戶(hù)界面(GUI)，使用非常方便。設計流程如圖2所示。