MicroBlaze处理器的PetaLinux操作系统移植

 

　　本文针对Xilinx公司的MicroBlaze软核，介绍了PetaLinux嵌入式操作系统及其移植方法，研究了PetaLinux的相关配置和启动方案。

　　1 基于MicroBlaze处理器的系统设计

　　1.1 MicroBlaze处理器简介

　　MicroBlaze软核处理器是一种针对Xilinx FPGA器件而优化的功能强大的微处理器。它内部采用RISC架构的32位指令和数据总线，支持CoreConnect片上总线的标准外设计集合，具有兼容性和重复利用性，且可根据性能需求和逻辑区域成本任意裁减，极大地扩展了应用范围，其最精简的核只需要将近400个Slice。

　　MicroBlaze的CoreConnect总线、它能够将FPGA内各种不同的IP核连接到一起构成一个完整的系统。CoreConnect总线是一个总线标准的集合，它包括PLB总线(Processor Local Bus，处理器本地总线)，LMB总线(Local Memory Bus，高速本地存储器总线)，FSL(Fast Simplex Link，快速单连接)总线，以及XCL(Xilinx CacheLink)总线等。

　　1.2 系统结构和外部设备概述

　　本系统主要是在Virtex-4开发板上构建一个以MicroBlaze处理器为中心的嵌入式信号处理系统，在FPGA内部实现系统的总线架构、数据存储、地址译码、外设接口等系统部件和功能。各功能部件在FPGA内部都以IP核的形式构建并连接，整个系统的结构框图如图1所示。

　　

 

　　其中，SysACE用于存放文件系统和应用程序配置文件，INTC用来实现中断控制;GPIO和UART 16550用于系统调试，自定义IP核DDC用来实现数字接收机下变频功能，这些外设通过PLB总线与MicroBlaze处理器和DDR相连;用于快速傅里叶变换的自定义IP核FFT通过FSL总线与Micr-oBlaze内部通用寄存器直接相连，实现了数据的快速传输;DDR通过XCL总线与MicroBlaze处理器相连，实现了MicroBlaze处理器对片外存储器的高速访问。