借助创新电子设计平台实现FPGA嵌入式系统设计

文章摘要：图3、 创新的系统设计流程。创新性的系统设计流程运用Altium Designer平台实现FPGA的嵌入式系统设计，首先要为系统方案创建一个FPGA工程，并在工程内添加源设计文档。在数字组合逻辑电路设计输入方面，一个FPGA项目支持三种类型的输入方法－原理图、HDL (Verilog 或VHDL)以及OpenBus。另外还支持C代码符号的输入。你可以使用这些输入方法的混合输入，并使用层次原理图所用到的符号方块图来对不同的输入文档进行组合。对于FPGA项目，必须将原理图做为顶层文档，因为这是为了支持从FPGA到PCB移植以及同步。首先，创建一个原理图文档并添加到项目中去。如图4所示。图4 FPG

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　　图3、 创新的系统设计流程。

　　创新性的系统设计流程

　　运用Altium Designer平台实现FPGA的嵌入式系统设计，首先要为系统方案创建一个FPGA工程，并在工程内添加源设计文档。

　　在数字组合逻辑电路设计输入方面，一个FPGA项目支持三种类型的输入方法－原理图、HDL (Verilog 或VHDL)以及OpenBus。另外还支持C代码符号的输入。你可以使用这些输入方法的混合输入，并使用层次原理图所用到的符号方块图来对不同的输入文档进行组合。对于FPGA项目，必须将原理图做为顶层文档，因为这是为了支持从FPGA到PCB移植以及同步。首先，创建一个原理图文档并添加到项目中去。如图4所示。

　　图4 FPGA项目以及新生成的文档的项目面板

　　接下来，我们一同体验OpenBus系统设计简易、快捷的特性。OpenBus是一个进行系统级FPGA设计的新方法。它提供了比原理图更为简单的界面，但是并不会因其简单而丢失相应的信息。由于它能自动考虑底层细节，因而设计者只需着眼于顶层系统的设计以及主要元件的互连。而这些元件都是预先综合过的、应用于FPGA开发的IP元件。

　　在Altium Designer平台中OpenBus文件编辑环境下(如图5所示)，你将开始亲身体验如何轻松、便捷地实现FPGA的嵌入式系统设计。如图6所示，整体方案的实现与我们对方案规划设计时，描述的系统结构框架非常相似。依据实现方案所需用到的功能单元，诸如：32位微处理器、视频输入控制模块、TFT显示屏控制模块、I2C控制模块（用于操作视频流数据输入处理器件的控制寄存器单元）、IP内核互连模块、SRAM控制模块和总线仲裁模块，从OpenBus器件列表栏中逐一放置到当前编辑文档内，并完成连接。

　　图5 OpenBus面板

　　图6 完成的OpenBus设计

　　随后，还需要为包括SRAM控制器、总线仲裁器、IP内核互连器和微处理器等OpenBus元件配置应用参数。Altium Designer支持独立于FPGA器件原厂商的设计。也就是说，你可以重新绑定你的设计到另外一个厂商的另外一块FPGA芯片。这种移植过程可以通过Altium Designer的配置管理器（configuration management）轻易实现。如图7所示，不同的配置文件以及约束文件可以重新绑定设计到不同的FPGA芯片。

　　图7 添加约束文件到配置管理器

　　至此，你已经为你的嵌入式系统设计方案搭建好了完整的应用平台。最后，你还需要为系统添加嵌入式智能控制软件，最终完成FPGA的嵌入式系统设计。Altium Designer平台下的嵌入式软件开发功能将帮你轻松应对软件设计中所遇到的任何挑战；一个嵌入式项目可以独立地进行开发，但是最终需要这些代码在目标处理器中运行。Altium Designer给你简便的方法，将你的嵌入式项目连接到包含有嵌入式处理器核的FPGA项目中去。

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