Virtex-II Pro開(kāi)發(fā)板進(jìn)行雙核系統(tǒng)解決方案

Xilinx Virtex-II Pro開(kāi)發(fā)板為各大學(xué)主要采用的開(kāi)發(fā)板，該板上主芯片XC2VP30內(nèi)置兩個(gè)硬核PowerPC405，具有30 816邏輯單元、136個(gè)18位的乘法器、2 448 Kbit的Block RAM。國(guó)內(nèi)研究應(yīng)用多使用該板進(jìn)行單核系統(tǒng)設(shè)計(jì)，未能充分利用其雙核資源。其原因在于：Xilinx公司軟件對(duì)Virtex-II系列開(kāi)發(fā)板的雙核系統(tǒng)設(shè)計(jì)支持性不好;Virtex-II Pro開(kāi)發(fā)板只具有一個(gè)串口輸出，給調(diào)試帶來(lái)了極大的不便。

　　針對(duì)在Virtex-II Pro開(kāi)發(fā)板進(jìn)行雙核系統(tǒng)設(shè)計(jì)難
度大的問(wèn)題，本文給出雙核硬件系統(tǒng)的構(gòu)建方法，提出一種共享串口輸出和共享存儲(chǔ)器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，能夠充分利用板上資源，下載調(diào)試非常便利，可以很好地支持雙核的應(yīng)用設(shè)計(jì)。

　　1 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)采用EDK10.1i03開(kāi)發(fā)環(huán)境。設(shè)計(jì)雙核的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　系統(tǒng)具有2個(gè)PowerPC405處理器：PPC_0和PPC_1，兩個(gè)處理器具有各自獨(dú)立的私有Boot BRAM，用于存儲(chǔ)相應(yīng)的應(yīng)用程序。PPC_0通過(guò)總線PLB_0控制外設(shè)SDRAM，PPC_1通過(guò)總線PLB1控制外設(shè)LED_4Bits。兩個(gè)處理器具有各自的中斷控制器和復(fù)位控制器。JTAG具有2個(gè)PowerPC的接口，并通過(guò)共享串口進(jìn)行信息輸出。

　　雙核系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程如下：

　　(1)利用BSB(Base system Builder)向?qū)蓡魏讼到y(tǒng)。

　　系統(tǒng)BSB設(shè)置的參數(shù)如下：

　　· System clock：100 MHz，no cache，no OCM

　　· RS232：opb UARTLITE，115200n8，use interrupt

　　· DDRAM：PLB DDR 256 MB，use interrupt

　　· LEDs_4 Bit：use interrupt

　　· PLB_BRAM_IF_CNTLR：64 KB

　　(2)添加和配置IP

　　由于EDK10不支持雙核系統(tǒng)設(shè)計(jì)，因此需要手動(dòng)添加和配置相關(guān)IP，需添加的IP核有：

　　ppc405, plb_v46, plb2plb_bridge, bram_block, opb_intc plb_bram_if_cntlr, xps_mutex

　　MHS(Microprocessor Hardware Specification)是描述硬件結(jié)構(gòu)的文件，需要修改MHS文件對(duì)添加的IP核進(jìn)行配置。這里給出主要的ppc405、bram_block、xps_mutex核的配置說(shuō)明，其他IP核將不再贅述。

　?、賹?duì)PPC405_1的配置說(shuō)明

　　BEGIN ppc405

　　PARAMETER INSTANCE = PPC_1

　　PARAMETER HW_VER = 3.00.a

　　PARAMETER C_DSOCM_DCR_BASEADDR=

　　0b0000100000

　　PARAMETER C_DSOCM_DCR_HIGHADDR =

　　0b0000100011

　　BUS_INTERFACE RESETPPC=ppc_rest_bus_1 //復(fù)位

　　BUS_INTERFACE JTAGPPC = jtagppc_cntlr_0_1

　　#用于PPC_1調(diào)試

　　BUS_INTERFACE IPLB0=plb1//總線

　　BUS_INTERFACE DPLB0=plb1

　　PORT EICC405EXTINPUTIRQ=xps_intc_1_Irq

　　PORT CPMC405CLOCK=proc_clk_s //時(shí)鐘

　　END

　?、趯?duì)Mutex核進(jìn)行配置

　　BEGIN xps_mutex

　　PARAMETER INSTANCE = xps_mutex_0

　　PARAMETER HW_VER = 1.00.a

　　PARAMETER C_NUM_MUTEX = 2

　　PARAMETER C_SPLB0_BASEADDR = 0x82400000

　　#該地址應(yīng)用于Mutex初始化

　　PARAMETER C_SPLB0_HIGHADDR = 0x8240ffff

　　PARAMETER C_SPLB1_BASEADDR = 0x82600000

　　#該地址應(yīng)用于Mutex初始化

　　PARAMETER C_SPLB1_HIGHADDR = 0x8260ffff

　　BUS_INTERFACE SPLB1 = plb1

　　BUS_INTERFACE SPLB0 = plb0

　　END

　　③共享BRAM核進(jìn)行配置

　　BEGIN bram_block

　　PARAMETER INSTANCE = share_bram

　　PARAMETER HW_VER = 1.00.a

　　BUS_INTERFACE PORTB=share_bram_if_cntlr_1_PORTA

　　BUS_INTERFACE PORTA = share_bram_if_cntlr_0_

　　PORTA

　　END

　　(3)生成地址空間(Generate Addresses)

　　使用Generate Addresses命令，系統(tǒng)自動(dòng)分配地址空間。由于軟件本身不支持雙核系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在地址空間沖突時(shí)，需要手動(dòng)對(duì)沖突的地址空間進(jìn)行調(diào)整。使用Generate Bitstream可產(chǎn)生系統(tǒng)的硬件比特流。