基于MicroBlaze軟核的液晶驅動程序設計

　　1 MicroBlaze的體系結構

　　MicroBlaze采用功能強大的32位流水線結構，包含32個32位通用寄存器和1個可選的32位移位器，時鐘頻率可達150 MHz；在Virrex一4 FPGA上運行速率高達120 DMIPS，僅占用Virtex—II Pro FPGA中的950個邏輯單元。MicroBlaze軟核的結構框圖如圖1所示。它具有以下基本特征：

　　①32個32位通用寄存器和2個專用寄存器(程序計數器和狀態標志寄存器)。

　　②32位指令系統，支持3個操作數和2種尋址方式。

　　③分離的32位指令和數據總線，符合IBM的OPB總線規范(與外設相連接的低速總線)。

　　④通過本地存儲器總線(LMB，本地高速總線)直接訪問片內塊存儲器(BRAM)。

　　⑤具有高速的指令和數據緩存(cache)，三級流水線結構(取址、譯碼、執行)。

　　⑥具有硬件調試模塊(MDM)。

　　⑦帶8個輸入和8個輸出快速鏈路接口(FSL)。

　　圖中接口信號說明如下：

　　①DOPB，器件內部的外圍設備數據接口總線，用于處理器與片內的設備進行數據交換。

　　②DLMB，實現數據交換的本地塊存儲器總線。該總線為處理器內核與塊存儲器(BRAM)之間提供專用的高速數據交換通道。

　　③IOPB，用于實現外部程序存儲器的總線接口。當程序較大時，需要外接大容量的存儲器。該總線提供讀取指令的通道。

　　④ILMB，用于取指令的本地存儲器總線。該總線與器件內部的塊存儲器(BRAM)相連，實現高速的指令讀取。

　　⑤MFSLO～7，主設備數據接口，提供點對點的通信通道。

　　⑥SFSLO～7，從設備數據接口，提供點對點的通信通道。

　　2 MicroBlaze嵌入式開發工具EDK

　　Xilinx公司提供了完善的嵌入式開發工具EDK(Em—bedded Development Kit)。EDK是Xilinx公司于2003年推出的SOPC(System On Programmable Chip)系統開發套件。該套件集成了豐富的開發工具和大量的IP核資源，其中集成的工具包括硬件平臺生成器(PlatGen)、硬件仿真模型生成器(SimGen)、硬件調試工具(XMD)、軟件庫生成器(LibGen)、應用軟件編譯工具(GNU Compilers)、軟件調試工具(GNU Debuggers)等；IP核資源包括LMB和OPB總線接口、外部存儲器控制器(EMC)、SDRAM控制器、UART接口、中斷控制器、定時器等。所有這些工具和資源都由EDK中的一個叫平臺工作室XPS(XilinxPlatform Studio)的集成開發環境統一管理。XPS提供一個友好的圖形用戶界面(GUI)，使用非常方便。設計流程如圖2所示。