II在Microblaze上的移植與使用專題(續(xù)3)

II在Microblaze上的移植與使用專題(續(xù)3)六、擴展NORFLASH賽靈思的Spartan-3EStarterKit開發(fā)板板上載有Intel的16MByte(128Mbit)并行NORFlash，F(xiàn)LASH的型號為28F128J3，詳細地DATASHEET網(wǎng)上可以找到來參考。在EDK的硬件上我們使用XILINX的XPSMulti-CHannelExternalMemoryController（XPSMCHEMC）接口IP來連接FLASH。如果我們用BSB建立工程的話，選擇了Spartan-3EStarterKit開發(fā)板后在下面的步驟里直接鉤選FLASH就可以了，這樣比較方便。如果是在已有工程的IPCatalog里添加IP，還必須指定引腳的連接情況和PAD位置，具體的PAD位置參考賽靈思的文檔UG230：Spartan-3EFPGAStarterKitBoardUserGuide的第11章。在XPS界面左邊的Project欄下面的Projectfile的UCF文件內(nèi)指定管腳，稍為麻煩一下，推薦由第一種方法直接通過BSB建立工程。具體IP核的使用請參考賽靈思文檔：XPSMulti-CHannelExternalMemoryControllerProductSpecification.pdf。

賽靈思的Spartan-3EStarterKit開發(fā)板上的XC3S500EFPGA支持BPI（BytePeripheralInterface）配置模式。要實現(xiàn)BPI方式配置，首先要對Spartan-3EStarterKit開發(fā)板J30進行跳線，具體可以參考賽靈思文檔UG230：Spartan-3EFPGAStarterKitBoardUserGuide第89頁的表11-4。選用BPIUP（BPIDOWN）模式，F(xiàn)PGA配置數(shù)據(jù)應(yīng)該放在FLASH的低（高）地址空間，這里注意下28F128J3FLASH有×8（數(shù)據(jù)總線寬度為8位，這時數(shù)據(jù)總線高8位沒有用，數(shù)據(jù)放在總線低8位）和×16（數(shù)據(jù)總線寬度為16位）兩種工作模式。配置時應(yīng)工作在×8模式，配置完成后，我們把它設(shè)置為×16模式，這是通過FLASH的BYTE#引腳選擇，BYTE#引腳為低電平時為選擇×8工作模式，為高電平時為選擇×16工作模式。BYTE#引腳是連接到FPGA的LDC2（C17）腳位。配置比特流文件首先通過iMPCT工具轉(zhuǎn)換成MCS文件，具體步驟為：選擇PrepareaPROMFile后按NEXT，選擇GenericParallelPROM和MCS文件格式，指定生成文件的名字和保存位置按NEXT，在按NEXT后進入選擇PROM器件界面，選擇PROM大小為16M和CreateBPI-ModePROM后按NEXT選擇要轉(zhuǎn)換的BIT文件就可以了。然后我們可以通過賽靈思的PicoBlazeNORFlashProgrammer（）下載到FLASH中，當然我們也可以自己用MicroBlaze處理器編寫一個燒寫FLASH的工程來下載MCS文件到FLASH，但都不如直接使用來的方便，有興趣的朋友也可以研究或修改PicoBlazeNORFlashProgrammer工程，里面有PicoBlaze的匯編源程序。

介紹下MicroBlaze工程編譯后的目標代碼段的組成：

.text:存放指令代碼。

.rodata:存放只讀的變量。

.data：存放帶初始值的全局與靜態(tài)變量

.sdata:：存放小的帶初始值的全局與靜態(tài)變量

.sdata2:存放小的帶初始值的全局與靜態(tài)變量

.bss:存放無初始值的全局與靜態(tài)變量

.sbss:存放小的無初始值的全局與靜態(tài)變量

.sbss2:存放小的帶初始值的全局與靜態(tài)變量

我們準備在NORFLASH上面直接執(zhí)行程序，所以要把只讀的段（包括.text、.rodata、.sdata2、.sbss2）定義到FLASH地址空間，把其它的段都定義到FPGA片內(nèi)的BRAM。

下面以一個實際例子來介紹具體步驟：

1．首先按上節(jié)的步驟建立一個XPS工程和應(yīng)用程序，在BSP階段的外設(shè)選擇時把FLASH加上，這時系統(tǒng)自動添加了XPSMCHEMC接口IP。

2．我們先把所有段還是放在BRAM內(nèi)，編譯下載后可以看到LED在跑流水燈。

3．配置XPSMCHEMC接口IP用PLB連接到MicroBlaze處理器，無MCH通道，其它為默認。

4．點擊XPS界面左邊的工程名，在右鍵彈出菜單里選擇GenerateLinkerScript，在彈出對話框中可以選擇段的存放空間，把只讀的段.text、.rodata、.sdata2、.sbss2選擇到FLASH_C_MEM0_BASEADDR,其它段選擇到ilmb_cntlr_dlmb_cntlr，然后重新編譯工程，產(chǎn)生可執(zhí)行的鏈接文件（ELF文件）。

5．把第4步生成的executable.elf拷到工程目錄，然后在XPS界面選擇Project→LaunchEDKShell，在命令行輸入下面命令：

mb-objcopy\

--set-section-flags.text=alloc,readonly,code\

--set-section-flags.init=alloc,readonly,code\

--set-section-flags.fini=alloc,readonly,code\

--set-section-flags.text=alloc,readonly,code\

--set-section-flags.rodata=alloc\

--set-section-flags.sdata=contents\

--set-section-flags.sbbs=contentsexecutable.elfvolatile.elf

這可以把在BRAM中的內(nèi)容存儲volatile.elf文件。

再在命令行輸入下面命令：

mb-objcopy–Obinary-j.text–j.fini–j.init–jrodata–jsdata2–j.sbss2executable.elfflash.bin

這可以把在FLASH中的內(nèi)容存儲flash.bin文件。

6.把flash.bin文件燒到FLASH中，這可以通過上面的PicoBlazeNORFlashProgrammer工程用串口下載，也可以用XPS界面選擇DeviceConfiguration→ProgramFlashMemory下載,注意不用XPS生成BootLoad。

7．把第五步生成的volatile.elf改名為executable.elf覆蓋第4步生成的executable.elf文件。

然后用XPS界面選擇DeviceConfiguration→UpdataBitstream和DeviceConfiguration→DownloadBitstream把BRAM中的內(nèi)容與FPGA配置數(shù)據(jù)下載到FPGA。

現(xiàn)在又可以看到LED在跑流水燈了，但明顯可以看到速度要慢多了，說明程序是在NORFLASH上執(zhí)行的。如果速度要求不高的話，擴展一塊NORFLASH來存儲代碼與數(shù)據(jù)已經(jīng)足夠了，否則我們需要再擴展一塊RAM，把代碼與數(shù)據(jù)存儲在RAM上速度比較快，同時需要一個BOOTL