1. Giới thiệu
EDK: Là một chương trình của Xilinx bao gồm XPS để tạo vi xử lý mềm MicroBlaze và SDK để soạn thảo ngôn C/C++ ,debug và nạp mã lệnh xuống kit FPGA của Xilinx. Phần mềm EDK sử các chương trình VHDL hay Verilog đã có sẵn ( được gọi là IP) tạo nên một vi điều khiển nhúng MicroBlaze. Chúng ta có thể tự tạo một IP mới hoặc dùng các IP có sẵn của Xilinx để tạo một vi điều khiển nhúng MicroBlaze và điều quan trọng là chúng ta chỉ cần viết phần code để điều khiển các IP đó bằng ngôn ngữ C hoặc C++.
2. Tạo vi xử lý mềm MicroBlaze bằng công cụ XPS
- Có 2 cách để tạo một phần cứng đơn giản bằng công cụ EDK đó là tạo một NEW Blank project mới hoặc tạo project dùng the Base System Builder. Mình chỉ hướng dẫn cách tạo project dùng the Base System Builder thôi. Bạn nào muốn tìm hiểu cách kia thì có thể tìm trên mạng.hi.
-- Trong bài này chúng ta sẽ sử dụng BSB của hệ thống XPS để tạo ra một hệ thống vi xử lý bao gồm bộ IP vi xử lý sau:
• MicroBlaze (version 7.1)
• PLB_MDM
• LMB BRAM controllers for BRAM
• BRAM
• UART for serial communication
• GPIO for LEDs
• MPMC controller for external DDR_SDRAM memory
a. Tạo project
- Khởi động phần mềm XPS bằng cách Start => All programs => Xilinx ISE design suite 13.2 => EDK => Xinlinx Platform Studio, sẽ hiện ra hộp thoại. Chọn Base System Builder wizard để tạo file *.bsb. Nếu đã có project thì chọn Open a recent project để mở sau đó nhấn OK để sang bước tiếp theo (Hình 1).
- Trong hộp thoại Create New XPS Project Using BSB Wizard nhấn vào Browse để chọn đường dẫn đến folder XPS để lưu trữ project. Chọn PLB System, PLB là chuẩn bus của Xilinx hỗ trợ cho các họ PFGA hiện tại, bao gồm Spartan6 và Virtex6, PLB IP có thể không hỗ trợ cho một số họ FPGA nên không thể sử dụng cho một số thiết kế mới của họ FPGA sau này. Và sau đó nhấn OK. (Hình 2)
- Hộp thoại Base System Builder xuất hiện, ở bước Welcome chọn I would like to create a new design để tạo file *.bsb mới, chọn Next để sang bước tiếp theo. (Hình 3)
- Tại phần Board, ở đây đang dùng kit XUPV5-LX110T nên ở mục Board Information ta chọn các tham số như sau:
- Tại phần System chọn Single-Processor System để chọn hệ thống nhúng là đơn vi xử lý. Phần mềm EDK cho phép ta thực hiện hệ thống gồm nhiều vi xử lý nhưng ở đây em thực hiện nhúng hệ thống gồm một vi xử lý và chọn Next. (Hình 5)
- Tại phần Processor chọn System Clock Frequency là 50.00 MHz, Local Memory là 32kB và chọn Next. Có thể chọn giá trị lớn hơn, tùy vào nhu cầu của bạn(Hình 6)
- Ở bước Peripheral chọn Next nếu không thêm ngoại vi hoặc bỏ ngoại vi, có thể thêm ngoại vi ở các bước sau. Nếu bạn muốn bỏ ngoại vi chỉ cần chọn ngoại vi và nhấn Remove (Hình 7)
- Ở bước Cache chọn Next nếu không sử dụng.
- Ở bước Summary (Hình 8) đưa ra kết quả đã thiết kế ở bước trước và công cụ sẽ tạo ra một số file như:
- Và một số file khác, sau đó chọn Finish sẽ xuất hiện hộp thoại Runnig Design (Hình 9) và nhấn OK.
Hình 9 là giao diện làm việc của XPS:
1- là cửa sổ xem hệ thống thiết kế
2- là cửa sổ thông tin thiết kế
3- là cửa sổ giao tiếp với người dùng
EDK: Là một chương trình của Xilinx bao gồm XPS để tạo vi xử lý mềm MicroBlaze và SDK để soạn thảo ngôn C/C++ ,debug và nạp mã lệnh xuống kit FPGA của Xilinx. Phần mềm EDK sử các chương trình VHDL hay Verilog đã có sẵn ( được gọi là IP) tạo nên một vi điều khiển nhúng MicroBlaze. Chúng ta có thể tự tạo một IP mới hoặc dùng các IP có sẵn của Xilinx để tạo một vi điều khiển nhúng MicroBlaze và điều quan trọng là chúng ta chỉ cần viết phần code để điều khiển các IP đó bằng ngôn ngữ C hoặc C++.
2. Tạo vi xử lý mềm MicroBlaze bằng công cụ XPS
- Có 2 cách để tạo một phần cứng đơn giản bằng công cụ EDK đó là tạo một NEW Blank project mới hoặc tạo project dùng the Base System Builder. Mình chỉ hướng dẫn cách tạo project dùng the Base System Builder thôi. Bạn nào muốn tìm hiểu cách kia thì có thể tìm trên mạng.hi.
-- Trong bài này chúng ta sẽ sử dụng BSB của hệ thống XPS để tạo ra một hệ thống vi xử lý bao gồm bộ IP vi xử lý sau:
• MicroBlaze (version 7.1)
• PLB_MDM
• LMB BRAM controllers for BRAM
• BRAM
• UART for serial communication
• GPIO for LEDs
• MPMC controller for external DDR_SDRAM memory
a. Tạo project
- Khởi động phần mềm XPS bằng cách Start => All programs => Xilinx ISE design suite 13.2 => EDK => Xinlinx Platform Studio, sẽ hiện ra hộp thoại. Chọn Base System Builder wizard để tạo file *.bsb. Nếu đã có project thì chọn Open a recent project để mở sau đó nhấn OK để sang bước tiếp theo (Hình 1).
- Trong hộp thoại Create New XPS Project Using BSB Wizard nhấn vào Browse để chọn đường dẫn đến folder XPS để lưu trữ project. Chọn PLB System, PLB là chuẩn bus của Xilinx hỗ trợ cho các họ PFGA hiện tại, bao gồm Spartan6 và Virtex6, PLB IP có thể không hỗ trợ cho một số họ FPGA nên không thể sử dụng cho một số thiết kế mới của họ FPGA sau này. Và sau đó nhấn OK. (Hình 2)
- Hộp thoại Base System Builder xuất hiện, ở bước Welcome chọn I would like to create a new design để tạo file *.bsb mới, chọn Next để sang bước tiếp theo. (Hình 3)
- Tại phần Board, ở đây đang dùng kit XUPV5-LX110T nên ở mục Board Information ta chọn các tham số như sau:
- Architecture - virtex5 : chọn chip
- Device –xc5vlx110t : chọn tên của thiết bị
- Package – ff1136 : chọn gói của kit này
- Speed Grade - -1 : chọn tốc độ của kit, -1 là nhanh nhất, -3 là chậm nhất
- Tại phần System chọn Single-Processor System để chọn hệ thống nhúng là đơn vi xử lý. Phần mềm EDK cho phép ta thực hiện hệ thống gồm nhiều vi xử lý nhưng ở đây em thực hiện nhúng hệ thống gồm một vi xử lý và chọn Next. (Hình 5)
- Tại phần Processor chọn System Clock Frequency là 50.00 MHz, Local Memory là 32kB và chọn Next. Có thể chọn giá trị lớn hơn, tùy vào nhu cầu của bạn(Hình 6)
- Ở bước Peripheral chọn Next nếu không thêm ngoại vi hoặc bỏ ngoại vi, có thể thêm ngoại vi ở các bước sau. Nếu bạn muốn bỏ ngoại vi chỉ cần chọn ngoại vi và nhấn Remove (Hình 7)
- Ở bước Cache chọn Next nếu không sử dụng.
- Ở bước Summary (Hình 8) đưa ra kết quả đã thiết kế ở bước trước và công cụ sẽ tạo ra một số file như:
- System.xmp là file project của XPS
- System.mhs là file mô tả phần cứng của thiết kế
- System.ucf là file gán chân của MicroBlaze với chân trên chip Virtex 5
- Và một số file khác, sau đó chọn Finish sẽ xuất hiện hộp thoại Runnig Design (Hình 9) và nhấn OK.
Hình 9 là giao diện làm việc của XPS:
1- là cửa sổ xem hệ thống thiết kế
2- là cửa sổ thông tin thiết kế
3- là cửa sổ giao tiếp với người dùng