原创 【博客大赛】【原创】 基于AXI总线的自定义IP设计（二）

博客系统一次只能上传10张图片，只能将文章分两篇发了，汗啊！

上接“基于AXI总线的自定义IP设计（一）”

3.2AXI-Lite IP功能设计

图3-8 自定义IP路径

        自定义IP设计完后，需要为其编写功能代码，在如图3-8路径中，有一个vhdl文件夹，自定义IP设计生成的HDL代码默认是由VHDL编写的。 其中有两个文件：axi_lite_cusip.vhd和user_logic.vhd，如图3-9所示为AXI-Lite IP接口信号图，其中文件axi_lite_cusip.vhd实现AXI-Lite IPIF模块的功能，文件user_logic.vhd实现User IP Design模块的功能，因此自定义IP的功能代码主要在user_logic.vhd文件中编写。此处的设计Xilinx就比Altera更人性化了， 在Altera的NiosII自定义外设设计时，类似axi_lite_cusip.vhd和user_logic.vhd的接口文件都需要工程师自己编 写，而Xilinx相当于为工程师提供了一个模板，只需要添加相应的功能代码就可完成设计，这样大大减少了工作量，工作效率得到提高。

图3-9 AXI-Lite IP接口信号图

        下面来看一下user_logic.vhd里面有什么奥秘，如图3-10所示为模块参数，其中参数C_NUM_REG表示寄存器的数量，在本设计中 设置了两个，一个用于读取DIP拨码开关状态值，另一个用于控制LED灯；如图3-11所示为模块接口信号，其中BUS2IP_**表示从AXI- Lite总线输入到IP的信号，包含时钟信号BUS2IP_CLK、复位信号BUS2IP_Resetn、数据信号Bus2IP_Data、字节使能信号 Bus2IP_BE、读使能信号Bus2IP_RdCE、写使能信号Bus2IP_WrCE；而IP2BUS_**表示从IP输出给AXI-Lite总线 的信号，包含数据信号IP2Bus_Data、读确认信号IP2Bus_RdAck、写确认信号IP2Bus_WrAck、错误确认信号 IP2Bus_Error。

图3-10模块参数

图3-11 模块接口信号

        功能模块需要加入的功能为两部分，对应两个寄存器，如表1所示为两个寄存器的映射。

表1 两寄存器映射

        reg0是读取DIP拨码开关状态值功能，因此是一个读寄存器操作，首先需要加入DIP拨码开关的输入端口，如图3-12所示，相关功能代码如图3-13所示。

图3-12 加入端口

图3-13 读操作功能代码

        reg1是控制LED灯输出功能，因此是一个写寄存器操作，加入的LED输出端口如图3-12所示，相关功能代码如图3-14所示。

图3-14 写操作功能代码

       功能代码编写完成后，将AXI_LITE_CUSIP加入到系统中，如图3-15所示，自定义的IP是连接到AXI-Lite总线上的。

图3-15 AXI_LITE_CUSIP总线连接

        系统建立完成后，在ISE中进行编译生成比特流文件，然后在SDK软件中编写相应软件代码，代码如图3-16所示，主要实现功能是读取DIP状态 值，然后将读取得到的DIP状态值通过LED输出，其中读取DIP状态值通过读取reg0得到，reg0的地址为 XPAR_AXI_LITE_CUSIP_0_BASEADDR；而控制LED输出通过写reg1得到，reg1的地址为 XPAR_AXI_LITE_CUSIP_0_BASEADDR + 0x4。

图3-16 SDK软件代码

        一切就绪之后，通过ISIM仿真，查看自定义IP工作状态，如图3-17(a)所示为读操作，当 bus2ip_rnw=’1’，bus2ip_rdce=”10”时，表示AXI-Lite总线请求一次读操作，而自定义IP将ip2bus_rdack 置’1’，将数据赋值给ip2bus_data应答这次读操作；如图3-17(b)所示为写操作，当 bus2ip_rnw=’0’，bus2ip_wrce=”01”时表示AXI-Lite总线请求一次写操作，而自定义IP将ip2bus_wrack 置’1’，并读取数据应答这次写操作。

图3-17

3.3 小结

        本节主要介绍了基于AXI-Lite总线的自定义IP的设计，其中详细介绍了自定义IP的设计流程。从最后仿真图可以验证自定义IP，基本完成了读和写操作。详细的设计流程和基于开发板调试的实际效果可观看设计视频，视频链接如下：

PC端设计调试：http://v.youku.com/v_show/id_XMzE0MzA1Nzc2.html

上板实际效果：http://v.youku.com/v_show/id_XMzE0Mjk1MjE2.html