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原创 PicoBlaze相关简介

 2008-6-22 12:03  2996 9 9 分类: FPGA/CPLD

下面介绍KCPSM3.zip中所包含的各个文件以及PicoBlaze的结构作一个简要说明。
图 1为解压后的KCPSM3的目录结构： <?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

<?xml:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" />

图 1 KCPSM3文件目录结构图

VHDL目录——该目录中包含了KCPSM3 的VHDL文件，如果工程师使用的开发语言是VHDL，则可直接调用该目录下的vhd文件：

kcpsm3.vhd

KCPSM3的核心VHDL描述

embedded_kcspm3.vhd

连接了program ROM的KCPSM3的VHDL描述文件

kcpsm3_int_test.vhd

压缩包自带的设计案例的VHDL文件

test_bench.vhd

对应kcpsm3_int_test.vhd的测试VHDL文件，相当于一个kcpsm3 test bench的模版

uart_clock.vhd

基于UART的实时时钟参考设计的VHDL文件

uart_tx.vhd

UART发送器核，带有8位数据位，无奇偶校验，1位停止位，整型16字节FIFO缓冲器，占用了18个Slice

uart_rx.vhd

UART接收器核，带有8位数据位，无奇偶校验，1位停止位，整型16字节FIFO缓冲器，占用了22个Slice

kcuart_tx.vhd

UART发送器核，带有8位数据位，无奇偶校验，1位停止位。可作为发送器单独使用，但一般作为uart_tx的组成部分来使用

kcuart_rx.vhd

UART接收器核，带有8位数据位，无奇偶校验，1位停止位。可作为发送器单独使用，但一般作为uart_rx的组成部分来使用

bbfifo_16x8.vhd

深度为16字节的FIFO，占用资源为8 Slice。在uart_tx和uart_rx中用到，也可作为FIFO单独使用

uart9_tx.vhd

带有奇偶校验和16字节FIFO的UART发送器

uart9_rx.vhd

带有奇偶校验和16字节FIFO的UART接收器

kcuart9_rx.vhd

带有奇偶校验的UART接收器

kcuart9_tx.vhd

带有奇偶校验的UART发送器

bbfifo9_16x9.vhd

深度为16字节的FIFO，占用资源为9 Slice。在uart_tx和uart_rx中用到，也可作为FIFO单独使用

如图 2所示，该图清楚地表明了PicoBlaze设计的HDL文件层次结构(对于用Verilog描述的设计也是这种结构，在此仅以VHDL为例)；

图 2 PicoBlaze HDL层次结构图

Verilog目录——该目录中包含了KCPSM3 的Verilog HDL文件，如果工程师使用的开发语言是Verilog，则可直接调用该目录下的v文件（包含的文件作用与同名的vhd文件相同，在此不再说明）；
kcpsm3.ngc——该文件为经过封装了的kcpsm3的网表文件，在非HDL的设计流程中可以作为Black Box使用；
Assembler——该目录下包含了将psm文件转换成ROM文件所需的各种工具：

KCPSM3.EXE

KCPSM3的汇编程序

ROM_form.vhd

生成ROM的vhd文件模版

ROM_form.v

生成ROM文件的v文件模版

ROM_form.coe

生成ROM所需的系数的模版

cleanup.bat

批处理文件，能自动清理KCPSM3.EXE对*.psm汇编后产生的文件

int_test.psm

压缩包自带的设计案例的psm汇编文件

uclock.psm

基于UART的实时时钟的psm汇编文件

DATA2MEM_assistance——该目录包含了能直接修改bitstream文件中的Block Memory所在的数据段的工具：

PB_BMM.EXE

能够定位FPGA配置文件中的Block Memory所在的数据段（注1）

change_pb_bits.bat

批处理文件，能够自动进行Block Memory中的数据修改

注1：该工具对于基于PicoBlaze设计的配置文件bitstream是可行的(这应该是因为基于PicoBlaze的设计结构简单)，对于其他设计生成的bitstream文件不一定可行。

JTAG_loader——该目录下包含了适用于PicoBlaze的JTAG工具：

hex2svfsetup.exe

JTAG用到的可执行程序

hex2svf.exe

同上

svf2xsvf.exe

同上

playxsvf.exe

同上

jtag_loader.bat

批处理文件，能够自动按顺序执行上述4个可执行程序

JTAG_Loader_ROM_form.vhd

包含了JTAG接口的ROM模版，VHDL格式

Normal_ROM_form.vhd

常规ROM模版，同前面的ROM_form.vhd

JTAG_Loader_ROM_form.v

包含了JTAG接口的ROM模版，Verilog格式

Normal_ROM_form.v

常规ROM模版，同前面的ROM_form.v

KCPSM3是一个picoblaze的的处理器型号，用于时序要求不高的场合。相当于一个状态机。

结构图如下：

ALU：

提供很多8bit的操作。所有的操作利用从Sx来的一个操作数。结果背返回到原来的寄存器。操作还需要另一个操作数sY,或者一个8bit的常量（kk）。为了简化指令，ADD 直接加上常数和INCREMENT操作一样，比如 “ADD <?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />1”

ADD和SUB包含了进位（ADDCY和SUBCY）以支持大于8位的算术操作。

LOAD，AND，OR，XOR bit-wise操作提供操作和测试值的能力。

全面的包括SHIFT和ROTATE组

COMPARE和TEST指令使得能够测试寄存器的值而不需要改变他们的值，并进行奇偶校验。

Flag and Program Flow Control

ALU的结果决定ZERO和CARRY的值。ZERO有效，当ALU的所有值多是0的时候。Carry当有进位产生时有效。Carry也背用来做shift作用。在TEST命令时，作为结果是否满足奇偶校验的要求。