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SOPC设计中自定义IP的开发

—— Developing Self-definition IP in SOPC Design
作者:张春生 宋磊 薛雷 防空兵指挥学院(郑州 450052)时间:2011-02-18来源:电子产品世界

技术与
的主要思想是提供一个IP库,用户从IP库中选择来组装系统,因此设计的关键技术之一。虽然IP核一词在众多场合被使用,但它并没有一个统一的定义。从概念上可以这样理解它:IP核是指将一些在数字电路中常用但比较复杂的功能块,如FIR滤波器、SDRAM控制器、UART控制器等设计成可修改参数的模块,让其他用户可以直接调用这些模块,这样就大大减轻了工程师的负担,避免重复劳动,缩短系统开发时间。IP 核设计一般可以有3个来源:EDA厂商提供,用户自己定义,第三方提供。
 IP核可以分为3类:
(1) 软核(soft-core)。软核用硬件描述语言写成,可以是对设计的算法级描述,或功能级描述,也可以是仅仅用于功能仿真的行为模拟。
(2) 固核(firm-core)。固核在软核基础上开发,是一种可综合的、并带时序信息及布局布线规划的设计,用硬件描述语言写成。
 (3) 硬核(hard-core)。指和特定工艺相联系的物理版图,设计的正确性已经投片验证, 可在新设计中作为特定的功能模块直接调用。
一般来说,EDA厂商及第三方提供的IP核都是功能上比较通用的,但在进行SOC设计时,用户经常有特殊需求,这时必须自定义逻辑来实现所要的功能。所以在进行SOC设计时,如何灵活地加入用户自定义逻辑就显得尤为重要。
2  基于EDK的SOPC开发技术
进行SOPC系统开发,首先是要选择的是FPGA平台、处理器方案以及开发软件,目前常采用的是由世界上两大主要的FPGA器件生产厂商所提供的平台、SOPC方案及相关开发套件:一是Altera公司的FPGA产品,采用Nios处理器软核或硬核ARM,开发工具由QuartusⅡ和SOPC Builder组成;二是采用Xilinx公司的FPGA,基于Microblaze软核或Powerpc405硬核,开发工具由ISE和EDK组成。下面就以Xilinx公司的软件EDK为例介绍SOPC系统的开发过程。EDK有一个友好的图形用户界面,通过这个界面,用户可以从Xilinx提供的IP库中选取一些组件,如处理器、SDRAM、Flash、各种I/O等,并可通过选择配置相应的参数。EDK有个尤为重要的功能:在进行SOPC设计时,如果用户有特殊功能要求,但IP库中没有,则用户可以加入自定义的逻辑来实现,具体的流程如图1所示。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/116965.htm


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关键词: SOPC IP核

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