實現(xiàn)SOPC的嵌入式軟硬件協(xié)同設計平臺
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1．2 軟硬件任務劃分和軟硬件接口
系統(tǒng)模型是對系統(tǒng)初步的粗粒度劃分。依據這個粗粒度的劃分，有助于第一次軟硬件任務分配。在進行軟硬件劃分時，需要將系統(tǒng)需求根據設計目標和設計約束，分解出硬件的功能需求和非功能需求，以及軟件的功能需求和非功能需求，并進一步細化硬件需求及軟件需求。
進行軟硬件劃分是協(xié)同設計的重心，劃分的合理與否，將直接影響到后續(xù)的設計與開發(fā)。設計者要從系統(tǒng)的角度，將軟硬件完成的功能作均衡，以想要達到的目標為設計標準。在系統(tǒng)的復雜度一定時，使軟硬件結合，達到更高的性能。軟硬件劃分好以后，軟件和硬件的設計一直是保持并行的，在設計過程中兩者交織在一起，互相支持，互相提供開發(fā)的平臺。
軟硬件的劃分不是簡單地將功能分解，在進行軟硬件任務分配時已經在進行系統(tǒng)的架構設計。其中，非常重要的部分是軟硬件的接口設計。嵌入式系統(tǒng)的軟硬件接口，從基本的寄存器到高級的系統(tǒng)接口都非常重要。在軟硬件任務分配時，主要考慮系統(tǒng)的軟件與硬件之間的接口，以及那些影響最終軟硬件集成、調試的軟硬件接口。
2 系統(tǒng)硬件設計
整個系統(tǒng)的設計可以分為兩個部分：第一部分是硬件平臺的設計，即可用以運行整個系統(tǒng)的硬件部分，包含了主芯片、外設芯片以及它們之間的互聯(lián)；第二部分是根據系統(tǒng)設計需求來定制硬件系統(tǒng)，即設計處理器軟核和相關外設的控制邏輯，完成系統(tǒng)的定制。第一部分的工作是后面工作的基礎。
本設計中的SOPC開發(fā)平臺系統(tǒng)結構如圖2所示，開發(fā)板的PCB版圖設計利用Altium Designer工具完成。軟硬件接口設計的主要任務是基于基本指令集完成驅動程序的編寫工作。驅動程序是硬件組件與軟件組件之間的橋梁。軟硬件接口的另一個重要工作是進行硬件初始化。初始化代碼是處理器從復位狀態(tài)進入操作系統(tǒng)能夠運行的狀態(tài)，也就是在把控制權交給操作系統(tǒng)或應用程序之前硬件和底層軟件(驅動)必須做的一些工作。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/150586.htm
下面詳細說明平臺中重要的電源電路、Flash接口電路、SDRAM接口電路設計，其他部分電路可參考相應資料。
2．1 FPGA EP1C6Q
目前大部分Altera公司的FPGA均支持NiosIICPU，而Cyclone系列器件是當前世界上成本最低的FPGA芯片之一，因此本設計中的核心芯片采用Cyclone EP1C6，具有9800個邏輯單元，92Kb的RAM資源，提供兩個全功能的鎖相環(huán)(PLL)。I／O接口185個，還支持LVDS、DDR等傳輸接口。它的配置使用最新型的AS配置方式，配置芯片是EPCS4(Flash結構，4Mb)。
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