系统设计方案

系统设计方案

1．嵌入式总线介绍

总线是多组信号的有效组合，处理器和周边设备通过总线地址、数据以及片选控制等信号进行通信。根据对总线的控制，可将外设分为仲裁设备、主设备、从设备以及主/从设备（桥）。Xilinx嵌入式系统中的总线可分为3类：片外设备总线（OPB）、本地存储器总线（LMB）以及快速简单连接总线（FSL），分别用于访问低速外设、片内高速存储器以及高速外设。

OPB总线能在不影响OPB仲裁器和其余设备的基础上添加周围设备，同步于系统时钟，共享32位地址总线、32位数据总线，支持主设备和从设备之间单一周期数据传送。LMB总线提供单时钟访问片内双口RAM，并提供了简单的同步协议。

PLB总线是PowerPC的高带宽总线，64位数据总线宽度，分离的地址、读写数据总线，具备分别传输的能力。同时执行的读写传输能最有效利用总线，在单周期内可传输两个数据；此外，PLB总线地址通道能叠加一个新的写请求到一个正在执行的写操作上，以及最多3个读请求到正在执行的读操作上，从而减少总线反映时间。

MicroBlaze软核的系统总线有LMB、OPB总线，指令和数据分开。LMB总线用于访问片内存储器的数据和指令，OPB用于片外设备的连接。MicroBlaze典型的总线连接方式如图9-15所示。

图9-15 典型的MicroBlaze总线连接示意图

PowerPC硬核的系统总线分为PLB、OCM以及DCM总线，OPB总线可通过总线桥与PLB总线连接，从而访问外部速度较低的设备，PowerPC典型的总线连接方式如图9-16所示。

图9-16 典型的PowerPC总线连接示意图

2．嵌入式系统设计方案

1）系统架构

基于MicroBlaze和PowerPC的嵌入式系统和计算器系统类似，满足冯诺伊曼架构，将应用程序存放在外部非易失存储器（Flash或PROM）中，上电后将其加载到片内BRAM或映射到外部的SDRAM/SRAM存储器中。该类系统的架构是可裁剪的，完全根据需求来添加外设，常用于实现专一的功能，具有价格低、速度快、功耗小以及软硬件协同工作的特点。典型的MicroBlaze的PowerPC的嵌入式系统架构分别如图9-17和图9-18所示。

图9-17 MicroBlaze系统组成架构

图9-18 PowerPC系统组成架构

2）系统地址分配
MicroBlaze采用32位地址，其中0x0000_0000~0x0000_0017用于特殊处理，0x0000_0018~0xFFFF_FFFF是用户可用的部分，LMB存储器从地址0x0000_0018开始。

PowerPC采用32位地址，其中每一个PowerPC都有其系统引导（boot）区，地址为0xFFFF_FFFC，缺省的可用空间为0xFFFF_0000~0xFFFF_FFFF。

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