基于FSL总线及MicroBlaze系统的IDCT变换的实例

MicroBlaze是基于Xilinx公司新一代FPGA器件的软处理核。其FSL总线是FIFO单向链路,可以实现用户自定义IP核与MicroBlaze内部通用寄存器的高速直连。本文对MicroBlaze的几种主要总线接口进行比较,详细分析,介绍FSL总线的结构、特点、工作原理和配置方法。通过一个IDCT的应用实例,具体描述在FPGA片上系统设计中利用FSL高速总线整合用户自定义IP核,实现软处理器系统硬件加速的方法及步骤。     

μC/OS-Ⅱ在MicroBlaze上的移植

μC/OS-Ⅱ是一种开放源码的实时嵌入式操作系统,具备可移植、可裁剪等特色,可用于各类8位、16位和32位单片机或DSP.本文介绍了Xilinx提供的可嵌入至FPGA的MicroBlaze软核处理器以及μC/OS-Ⅱ操作系统在此处理器上的移植.并在EDK开发环境下,基于火龙刀Spartan-3开发板创建了μC/OS-Ⅱ操作系统应用范例.     

FPGA设计园地⑥μC/OS-Ⅱ在MicroBlaze上的移植

μC/OS-Ⅱ是一种开放源码的实时嵌入式操作系统,具备可移植、可裁剪等特色,可用于各类8位、16位和32位单片机或DSP.本文介绍了Xilinx提供的可嵌入至FPGA的MicroBlaze软核处理器以及μC/OS-Ⅱ操作系统在此处理器上的移植.并在EDK开发环境下,基于火龙刀Spartan-3开发板创建了μC/OS-Ⅱ操作系统应用范例.     

基于MicroBlaze的嵌入式Web服务器设计与实现

随着网络的日益普及,将嵌入式系统接入网络的想法也变得更加现实。介绍一种基于MicroBlaze处理器的嵌入式Web服务器的设计方法。系统在Virtex4系列LX25芯片上,采用软核处理器MicroBlaze配置核心处理器。MicroBlaze软内核是一种针对Xilinx的FPGA器件而优化的功能强大的标准32位RISC处理器。网络协议采用Xilnet,这是Xilinx公司专门针对Xilinx嵌入式系统应用而设计的网络通信协议,接口芯片使用LAN91C111。基于MicroBlaze的嵌入式Web服务器能够达到预期的效果,用户可以通过IE浏览器浏览存储在DDR SDRAM芯片中的网页,由于CPU本身是以软核的方式实现,其功能可根据需要进行定制,非常灵活。该Web服务器基于HTTP协议,采用TCP/IP套接字编程技术实现,能够实现对工业现场的数据采集、远程监控以及信息的交互。     

MicroBlaze软核处理器在DAB发射机中的应用

讨论了MicroBlaze处理器对DAB发射机中DAC和PLL芯片的控制以及PC与MicroBlaze软核的通信,最终实现了基于PC和 FPGA的Ⅲ波段DAB发射机设计.     

基于AXI总线的MicroBlaze双核SoPC系统设计

目的是利用嵌入在Xilinx FPGA中的MicroBlaze核实现基于AXI总线的双核嵌入式系统设计以及共享实现LED灯的时控。对于共享实现LED灯时控的方法是通过在两个低速总线之间加入一个axi2axi_connector实现axilite总线上的slave共享。对于实现双核之间的通信主要方法是利用mailbox和mutex完成核间通信。硬件平台采用的是Xilinx FPGA Spartan-6Atlys板,软件平台是Xilinx EDK,主要使用的是XPS(硬件设计)和SDK(软件设计),开发出了运行在FPGA上的基于MicroBlaze双核的嵌入式系统,得出了核间通信的可行性以及共享slave实现LED灯时控的实用性。     

基于SOPC的开关磁阻电机控制

本文提出了基于FPGA嵌入式系统控制开关磁阻电机(SRM)的控制方法,以微处理器软核MicroBlaze作为主控制器,以Xilinx公司提供的通用IP核设计出系统外围设备,用Verilog HDL硬件语言设计出专用的逻辑控制模块,经过CoreConnect片上总线通信链,实现了在一块FPGA芯片上完成了SRM的控制算法策略和外围接口逻辑电路,大大增加的系统的可靠性和性价比。最后以Xilinx公司SPARTAN3E系列的FPGA进行了设计,验证了设计的正确性和可行性。     

MicroBlaze嵌入式微处理器教学实验设计

嵌入式软核处理器技术越来越多地应用在综合课程设计或学生课外设计作品中.本文以AD7192模数转换芯片的控制为例,建设了在Xilinx公司的FPGA中进行MicroBlaze嵌入式微处理器设计的教学案例,包括MicroBlaze IP核配置、SDK软件编写和调试、综合编译及下载等流程,此教学案例可满足相关教学需求.     

软内核技术正在走强

软处理器内核正在日益走强,今天的FPGA常常成为其应用的目标,而且所有的领先FPGA厂商都在提供软处理器内核.Xilinx最近推出了MicroBlaze的4.0版,可以在该公司的Virtex 4器件中以高达200MHz的频率工作,为了与其他软核厂商协调一致,它现在提供了可选加的浮点单元,与软件仿真相比,该单元将性能提高了120倍.     

OBS-Ethernet汇聚网卡的IP设计与实现

OBS-Ethernet汇聚网卡以FPGA作为核心硬件,选用XILINX的Spartan 3E系列中的XC3S500E 芯片作为主芯片,在其上构建了基于MicroBlaze软核处理器的SOPC片上系统.根据MicroBlaze软核的开发环境,给出了实现OBS-Ethernet网络适配的IP核结构设计,使用Verilog...     

一种适应多核处理器核间通信机制的设计

随着单芯片上集成处理器内核数量的增加,在支持多核处理器的应用程序方面,核间通信变得更加重要。通过分析多核运行任务特点,根据处理核上运行任务功能的不同,将处理核分成两类：控制核和计算核。根据对核的分类,提出了一种新的核间通信模型,该模型提供了三种不同的通信通道。运用这三条通道,把应用程序的I/O部分从计算核迁移到控制核来提高多核的利用率,实验结果表明该方式有效提高核间协作以及核间通信的效率,提升处理器的利用率。     

基于SOPC的电网参数监测装置的设计

设计了一种基于SOPC（System on a Programmable Chip）的电网参数监测装置。该装置使用Xilinx公司FPGA控制A/D芯片同步采样经预处理后的三相电压电流信号,利用FFT IP核稳定高效的并行运算能力完成谐波计算。 Mi-croBlaze是基于Xilinx公司FPGA可参数化配置的软处理器,接受A/D芯片采样的原始数据和FFT IP核计算后得到的谐波数据,进行相关算术运算如求取三相电压电流有效值、各次谐波含有率、有功功率、无功功率和功率因数等电力参数。最后将参数计算结果送给挂在MicroBlaze嵌入式系统总线PLB上的LCD显示或通过外设RS-232传给上位机做进一步数据分析。     

基于FPGA的嵌入式以太网与Matlab通信系统的设计

随着FPGA单片可编程容量的日益增大,传统的嵌入式系统设计正在逐渐被片上系统所取代,用于数据通信的以太网片上系统设计也越来越备受关注,另外,通信数据采集的可视化及数据处理的简单化要求也越来越明显,基于这两方面,本文简要介绍了如何利用Xilinx公司的MicroBlaze微处理器软核,以及相应的嵌入式操作系统Xilkernel和Lwip协议功能函数,采用片上系统设计理念,来设计完成基于FPGA的嵌入式以太网与Matlab通信平台的数据传送交互系统。     

基于FPGA的航空总线协议接口设计

MIL-STD-1553B是一种应用广泛的航空总线协议,针对总线协议控制器基本依赖于进口专用器件现状,提出了以Xilinx公司Virtex-Ⅱ ProFPGA为核心实现航空总线协议接口的系统设计方案。采用SoPC技术,将PowerPC405硬核处理器与总线接口逻辑集成在一片FPGA上,从而使系统集成度高、扩展性强。通过测试表明,系统工作稳定可靠,满足1553B总线协议标准。     

基于FPGA的CAN控制器软核的设计与实现

本文参照CAN2.0总线协议设计了一个CAN控制器软核。具体设计采用TOP-DOWN方式,上层采用模块化设计,最底层模块以Verilog语言编写而成。测试了软核在Xilinx公司和Altera公司部分FPGA上的资源利用和性能情况。此外,基于SOPC技术将处理器软核和CAN控制器软核集成在单片FPGA中,构建了一种新型的CAN总线系统,并在该系统中完成了对控制器软核的测试验证。     

Application of Remote FPGA Dynamic Reconfiguration System in LED Lighting

The dynamic reconfiguration technique based on field-programmable gate array (FPGA) can improve the resource utilization.Discussed are the dynamic reconfiguration principles and methods.Proposed is a remote dynamic reconfiguration scheme using Xilinx Virtex-II FPGA and SMCS Ethernet Physical layer transceiver(PHY).The hardware of the system is designed with Xilinx Virtex-II XC2V30P FPGA that embedds MicroBlaze and MAC IP core,and its network communication software based on transmission control protocol/Internet protocol (TCP/IP) protocol is programmed by loading LwlP to MicroBlaze. The experimental results indicate that the remote FPGA dynamic reconfiguration system(RFDRS) can switch freely in the eight lighting modes of light emitting diodes (LED),and that,using dynamic reconfiguration technology,FPGA resource utilization can be reduced remarkably,which is advantageous in the system upgrade and software update.     

System Architecture and Implementation of MIMO Sphere Decoders on FPGA

Multiple-input-multiple-output (MIMO) systems use multiple antennas in both transmitter and receiver ends for higher spectrum efficiency. The hardware implementation of MIMO detection becomes a challenging task as the computational complexity increases. This paper presents the architectures and implementations of two typical sphere decoding algorithms, including the Viterbo-Boutros (VB) algorithm and the Schnorr-Euchner (SE) algorithm. Hardware/software codesign technique is applied to partition the decoding algorithm on a single field-programmable gate array (FPGA) device. Three levels of parallelism are explored to improve the decoding rate: the concurrent execution of the channel matrix preprocessing on an embedded processor and the decoding functions on customized hardware modules, the parallel decoding of real/imaginary parts for complex constellation, and the concurrent execution of multiple steps during the closest lattice point search. The decoders for a 4times4 MIMO system with 16-QAM modulation are prototyped on a Xilinx XC2VP30 FPGA device with a MicroBlaze soft core processor. The hardware prototypes of the SE and VB algorithms show that they support up to 81.5 and 36.1 Mb/s data rates at 20 dB signal-to-noise ratio, which are about 22 and 97 times faster than their respective implementations in a digital signal processor.     

在FPGA上实现一个SIP视频服务器

详细介绍了在FPGA平台上,以MicroBlaze软核为处理器、Petalinux为操作系统环境,如何设计与实现一个基于SIP协议的视频服务器。本设计实现了Petalinux操作系统在FPGA平台的XUPV5LX110T开发板上的移植,给出了SIP视频会话建立的各个过程以及基于RTP协议的视频数据传输方案,解决了FPGA平台与PC机之间的虚拟连接与视频数据通信的难题。     

Linux在Xilinx FPGA上的移植

Xilinx公司开发的Virtex-Ⅱ pro等FPGA结合可编程片上系统（SOPC）技术嵌入了PowerPC处理器硬核。本文结合Linux操作系统的优点及PowerPC嵌入式处理器硬核,在Virtex-Ⅱ Pro开发平台上,研究并实现了Linux操作系统在PowerPC405处理器中的移植,其中包括硬件平台的定制、交叉编译环境的建立、内核的配置及根文件系统的制作,最后通过具体的应用验证了系统的稳定性及可靠性。文中将处理器、操作系统与FPGA融合在一起完成既定的信号处理任务,既具有操作系统多任务、实时性等优点,又充分发挥了FPGA的优势,具有较好的应用前景。     

基于MicroBlaze的振动信号采集系统的设计与实现

为确保发电机组设备稳定运营,分析了振动监测系统的作用并提出了一种基于FPGA嵌入式系统实现数据采集与以太网传输的方案。该方案由FPGA控制多片AD进行同步数据采集与存储,并嵌入高性能的MicroBlaze软核处理器来控制整个系统,使用1wlP实现TCP／IP协议栈,通过以太网控制器将振动信号数据传给远程PC工作站,以1块FPGA为核心完成整个下住机系统的设计。给出了系统的主要模块设计实现方案,通过现场长时间稳定运行证明了这种简化结构设计的可行性与实用性。