处理器和嵌入式软件操作

微处理器的兴起给电子设计带来变革,系统功能可从硬连接的板卡转移到可更改的软件领域。这样产品‘智能’就可以在某种程度上与底层硬件相分离,提供的开发方法可使得更多功能嵌入到产品中,无需增强硬件成本、器件数量和板卡空间。

当今高容量、低成本可编程FPGA器件的可用性可能改变用户对设计流程的看法,它允许用户在易变化和可升级的领域中创建软件和及其运行平台。

把系统处理功能转移到FPG A中,即可简化板卡设计,减少整个系统设计时间,在设计流程的任何时候改变软件和硬件的运行平台。用户甚至可以在现场更新整个系统,无需修改物理硬件即可进行扩展的修复和功能升级。

选择处理器平台

Altium Designer具有很多可选处理器平台,允许用户使用大量软处理器或杂种硬处理器/FPGA器件。这意味着用户可为特定应用选择合适的运行平台。

Altium Designer 提供多功能32位RISC 软处理器–TSK3000 – 和一系列通用8位软处理器。这些处理器独立于目标,可在系统支持的任意合适尺寸的FPGA器件上使用。如同所有Altium Designer FPGA器件一样,提供的处理器为很多目标器件做过预先综合。

Altium Designer的TSK3000基于哈佛结构,具有简化的存储器结构和高级的中断处理能力,能使编码更简单。经过专门设计,它可以简化定位于FPGA实现的32位的系统开发,以相对低的风险把现有8位系统移植到32位领域。处理器也简化了外设连接,支持Wishbone微处理器总线。

第三方处理器支持

Altium Designer 支持主要FPGA器件供应商提供的大量软处理器。由于这些处理器定位于特定FPGA器件族并为之而优化,因此它们可提供更高层次的性能,但会把用户锁定在特定的目标FPGA。Altium Designer系统具有特定基于原理图的器件,在Altium Designer环境内部直接访问这些特定供应商的软处理器。用户以Altium Designer软处理器的相同方式操作处理器-只需从库中选择器件来构建系统。

客户可以以相同方式在杂种处理器/FPGA器件内定位硬处理器,或将离散处理器耦合到外部FPGA。Altium Designer提供在FPGA内部实现的‘包裹’核心器件,用户可在Altium Designer环境内部充分利用这些器件的强大功能和性能。

轻松修改或改变运行平台

在传统板级设计流程中,硬连接的执行平台在设计流程早期就进行定义并固定下来。在设计周期之初,就要选定处理器,进行特定外设和硬件软件间的功能划分,以便制造原型硬件并进行软件开发。在设计周期晚期,如果发现因为处理器有问题,需要在专用硬件上实现一个功能,那就意味着必须重新进行工程设计,新原型板卡的制造也会带来很大项目延迟。这对发布日程简直是场灾难。

Altium Designer的创建目的就是克服这些障碍,完全自由地更改软件及其在整个开发流程中的运行平台。用户可以利用大规模可编程器件的潜力,提供软连接运行平台,在此平台中,处理器、外设器件和胶合逻辑都可以轻松地‘飞行’改变和重新配置,以适应设计修改。

因为Altium Designer提供处理器之间硬件和软件级兼容性,因此无论目标对象是什么,用户都可以保持工作连续性,可自由选择特定应用的合适处理平台。如果必要,用户甚至可以在开发过程中以最小的系统工程修改,改变处理器。

连接处理器外设

Altium Designer简化了处理器到外设和存储器间的连接,广泛使用Wishbone总线,该总线是开放的源标准,专门针对芯片内部的处理器/外设互连设计。

Altium Designer /理图页面上直接配置这些器件,根据需要添加和定义器件。原理图符号自动更新,以包含确定的连接集合。然后用户即可从提供的FPGA器件库添加Wishbone兼容的外设和内存控制器,完成处理器系统。

Wishbone总线为系统配置带来的简易性允许用户快速地定义系统功能,在开发流程的任意阶段重新配置或添加硬件功能到运行平台。

开发和调试嵌入式软件

Altium Designer 对电子产品开发流程的统一拓展到运行在FPGA处理器上的嵌入式软件的创建。在Altium Designer环境内用户可以创建并编辑代码、编译和仿真程序,在目标系统进行完整的源级调试。

Altium Designer包含所有受支持处理器的完整编译器工具链。编辑器基于Altium 高级的Viper编译器框架,提供快速、高度优化的代码,适合目标处理器架构。Viper技术在处理器平台提供C级别的代码兼容性,可方便地在处理器间移植应用代码。这补充了硬件级处理器的兼容性,促进不同执行平台间完全的系统移植。

所有Altium Designer 处理器都有片上调试功能。当设计下载到合适的FPGA开发板如 Altium的 NanoBoard时, Altium Designer 通过建立在FPGA内部的二级 JTAG通讯链与处理器进行通讯。然后用户可以从源代码或反汇编的角度调试软件,完全控制处理器的执行。Altium Designer本质上就可同时对不同处理器进行调试,运行在设计中的每个处理器都有独立的调试会话。