MicrOBlaze軟核處理器在DAB發(fā)射機(jī)中的應(yīng)用

引言

MicroBlaze嵌入式處理器軟核是xilinx公司推出的基于FPGA的微處理器，它采用32位精簡(jiǎn)指令集(RISc)哈佛總線架構(gòu)，具有運(yùn)行速度快、占用資源少、可配置性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。借助Xilinx EDK(嵌入式開發(fā)套件)，用戶可以靈活地選擇外設(shè)、存儲(chǔ)器和接口特性等組合，從而利用單個(gè)FPGA以最低的成本實(shí)現(xiàn)可編程片上系統(tǒng)。

數(shù)字音頻廣播(DAB)是繼調(diào)幅、調(diào)頻廣播之后的第三代廣播技術(shù)，與模擬廣播相比音質(zhì)更好、抗干擾性更強(qiáng)，頻譜利用率更高。采用正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制方式，具有抗多徑干擾的能力，能以很高的頻譜利用率實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸。本文介紹了基于Pc和FPGA的DAB發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)，詳細(xì)闡述了基于MicroBlaze軟核處理器的片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其在發(fā)射機(jī)芯片控制方面的應(yīng)用。

MicroBlaze軟核處理器的構(gòu)建

MicroBlaze軟核可以嵌入在virrex-II／4／5／6~Spartan，II／3等系列FPGA器件中，與其他外設(shè)IP核及用戶的IP核一起構(gòu)成片上系統(tǒng)(SoC)。用戶可以根據(jù)其需要量身定制MicroBlaze軟核，SoC技術(shù)有效降低了系統(tǒng)功耗，減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)復(fù)雜性和開發(fā)成本。MicroBlaze軟核的開發(fā)流程主要分為三個(gè)步驟：首先要搭建底層的硬件平臺(tái)，包括構(gòu)建MicroBlaze處理器，根據(jù)需要開發(fā)用戶自定義IP核，將所需外設(shè)通過片內(nèi)總線掛載在MicroBlaze處理器上：第二步是軟件應(yīng)用程序的開發(fā)，包括應(yīng)用程序代碼、庫(kù)文件以及嵌入式操作系統(tǒng)的加載：最后將硬件比特流文件(由VHDL／Verilog語(yǔ)言生成)和軟件應(yīng)用程序(由c語(yǔ)言生成)合并成最終文件并下載到FPGA內(nèi)運(yùn)行。

Xilinx EDK的組件XPS (xilinxPlatform Studio)為MicroBlaze提供了集成開發(fā)環(huán)境。基于Xi~nx ML605開發(fā)套件，利用XPS軟件，本文配置的MicroBhze結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。……