基于Microblaze软核的嵌入式系统设计
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2．3 Chipscope调试
Chipscope是Xilinx公司的片内调试工具，通过将逻辑分析器、总线分析器和虚拟I／O小型软核插入到用户的设计当中，可以查看和分析任何内部FPGA信号，包括嵌入式处理器总线。信号被实时采集，并从编程接口JTAG传输到主机，然后通过Chipscope Pro逻辑分析器进行分析。Chipscope的典型工作模式支持4种Chipscope Core，它们具有不同的功能和适应环境：
①Chipscope_icon，用于管理其他的Chipscope core，所有的Chipscope core都是通过这个核连接到FPGA的JTAG口；
②Chipscope_ila，用于监控FPGA内部的自定义信号，是使用范围最广的监控核；
③Chipscope_plb46_iba，用于监控PLB总线；
④Chipscope_vio，用于监控FPGA内部的实时自定义信号变化。
Chipscope使用的几个主要步骤包括：
①调用Chipscope Pro Core Generator，生成需要使用的Chipscope cote，并加入到工程中；
②调用Chipseope Pro Core Inserter，选择需要监控的信号，设置采样和匹配参数，并将配置后的Chipscopecore插入到设计中；
③调用Chipscope Pro Configuration，包括ChipscopePro On-Chip Debugging和Chipscope Pro On-Chip Verification，即通过Chips-cope的分析器工具Analyzer观察FPGA内部信号，并和设计者的需求进行比较，分析不一致的时序。
3 为系统添加嵌入式操作系统
如果系统所涉及的功能比较复杂，或者系统对实时性要求比较严格的话，在自己的设计中加载一个嵌入式操作系统是一个很好的选择。Xilinx FPGA目前支持绝大多数主流嵌入式操作系统，如VxWorks、Embedded Linux、μClinux、μC／OS-II和PetaLogix等，而μC／OS-II因其具有移植方便、执行效率高、占用空间小、实时性强和可靠性高等优点，成为Microblaze软核的首选嵌入式操作系统。μC／OS-II的大部分源代码是用ANSI C语言编写的，它的移植只需改写与处理器有关的3个文件即可。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/150858.htm
如图5所示，修改与处理器相关的常数和宏定义头文件OS_CPU．H、任务切换过程中的堆栈处理汇编文件OS_CPU_A．ASM和钩函数定义文件OS_CPU_C．C。最简便的做法是在μC／OS-II官方网站www．micrium．com上下载an1013．zip压缩包，里面包含针对Microblaze修改好的3个移植文件、μC／OS-II软件代码和μC／OS-II应用指导文档，根据文档的描述将压缩包中的相关文件放到Xilinx的指定安装目录下，就可以在S-DK中直接选用μC／OS-II操作系统。此外，压缩包中还提供了一个示例程序，用于演示μC／OS-II操作系统是否在Microblaze系统上运行正常，极大减轻了用户在移植μC／OS-II过程中所面临的工作量。
4 FPGA的配置
基于SRAM结构的FPGA每次上电都需要外部的配置芯片对其进行加载，Xilinx的FPGA提供了多种配置方式，如简便的Platform Flash PROM主串配置、价格低廉的SPI配置、大容量的并行配置和JTAG配置等，用户可以根据自己的实际情况进行灵活选择。结合iMPACT图形化配置软件，向片外配置芯片烧写比特流的工作变得非常简单，极大缩短了系统的开发时间。除了常规的配置方式外，Xilinx FPGA还支持将多个配置文件放在一个配置芯片中实现系统的多配置启动，或者将用户数据存放在配置芯片中，在系统配置完成后根据需要随时从配置芯片中读出用户数据。在Xilinx的官方网站www．xinlinx．com上可以下载关于芯片配置的各种应用文档，使用户在嵌入式系统开发过程中最大限度地发挥FPGA的灵活性。
结语
基于FPGA软核的嵌入式系统开发分为硬件平台开发和软件平台开发两个部分，在硬件平台开发过程中可以根据需求选择外设，也可以定制自己的IP，实现更为灵活的接口和控制功能；在软件平台开发阶段则可以充分利用XPS提供的API制函数，方便快捷地编写控制程序。FP-GA进行嵌入式系统开发所具备的定制性正受到越来越多的青睐和关注，可以预见，未来使用FPGA进行嵌入式产品的开发必将成为潮流。
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