一種基于Zynq FPGA的MCU內(nèi)核的驗(yàn)證平臺(tái).pdf

1、2011年底，Xilinx公司推出了Zynq-7000 All ProgrammableSOC，創(chuàng)新性的將處理器與可編程邏輯集成在一起，具有高度的靈活性和強(qiáng)大的配置能力，滿足了嵌入式系統(tǒng)對(duì)高性能、低功耗以及多核處理能力的要求。設(shè)計(jì)人員既可以通過FPGA進(jìn)行數(shù)字邏輯開發(fā)，也可以進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)開發(fā)。
　　本文課題來源于實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的一款高性能MCU內(nèi)核，該MCU為哈佛架構(gòu)通用型MCU，采用流水線技術(shù)設(shè)計(jì)并兼容MCS-51指令集，效率達(dá)到

2、36MIPS。在對(duì) MCU內(nèi)核的測(cè)試工作方面，本文基于Zynq設(shè)計(jì)并搭建了一種驗(yàn)證平臺(tái)，以MCU內(nèi)核內(nèi)部的特殊功能寄存器為主要對(duì)象，設(shè)計(jì)了對(duì)所有特殊功能寄存器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境，對(duì)特殊功能寄存器內(nèi)部數(shù)據(jù)可以進(jìn)行自由化的讀取、保存。除此外，完成了對(duì)MCU內(nèi)核的單指令測(cè)試工作。
　　本文基于搭載Zynq芯片的Zedboard開發(fā)板，利用Xilinx公司提供的嵌入式開發(fā)套件EDK設(shè)計(jì)完成了整個(gè)驗(yàn)證平臺(tái)的設(shè)計(jì)。在硬件部分，設(shè)計(jì)了驗(yàn)證IP核，內(nèi)

3、部實(shí)例化了MCU內(nèi)核，該驗(yàn)證IP核對(duì)MCU內(nèi)部特殊功能寄存器的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理工作。搭建了基礎(chǔ)的嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)，將驗(yàn)證IP核集成到基礎(chǔ)的嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)中，實(shí)現(xiàn)了處理器與可編程邏輯之間的通信工作。通過AXI總線，ARM處理器可對(duì)驗(yàn)證IP核進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問、控制。軟件部分，在SDK環(huán)境下開發(fā)了IP核的驅(qū)動(dòng)程序，并通過MFC編程實(shí)現(xiàn)串口程序。設(shè)計(jì)過程中對(duì)系統(tǒng)的主要功能進(jìn)行了驗(yàn)證，包括驗(yàn)證IP核的功能仿真測(cè)試、總線接口的讀寫仿真測(cè)試，基礎(chǔ)硬件系統(tǒng)的內(nèi)部