电子产品世界

1．3 创新电子设计平台NanoBoard 3000
Altium Designer的创新电子设计平台NanoBoard 3000，板载Xilinx公司的FPGA芯片Spartam XC3S 1400AN。通过USB接口，将装有Altium Designer软件的PC机与NanoBoard3000连接，Altium Designer软件就可以与NanoBoard 3000直接通信，下载并交互地开发和调试程序。设计过程中无需仿真环境，加快了开发流程。
NanoBoard 3000板上资源丰富，含高级的I2S立体声系统，有板载放大器、混音器及立体声扬声器。全面的视频输出，包括S-Video、混合视频的输入输出及VGA输出。标准的存储器接口，包括IDE、Compact flash及SD内存卡。各种标准通信接口，包括USB、Ethemet、RS-232串口、CAN、pS／2 miniDIN。另外，还有各种通用开关和LED。FPGA设计下载前需要配置管脚约束文件，目的是让设计输入输出端口与目标FPGA器件的管脚对应起来。在Altium Designer软件中进行FPGA嵌入式设计，下载程序时，选择自动配置约束文件功能，就可为FPGA设计自动添加管脚约束文件。

2 基于OpenBus系统的设计与实现
文中基于OpenBus系统设计实现了一个32位处理器TSK3000A控制LED的FPGA嵌入式工程。将嵌入式程序代码“嵌入”到TSK3000A处理器中，在软件平台搭建器SwPlatform提供底层驱动程序的基础上，用C语言编写应用程序代码，控制NanoBoard 3000开发板上的LED。同时，自动配置FPGA约束文件，在创新电子平台NanoBoard 3000上下载程序。程序下载调试成功后，可以看到LED的亮暗情况与嵌入式代码中预先设计的一样，表明设计是完全正确的。
2．1 OpenBus 系统设计与顶层原理图设计
在Altium Designer中新建一个FPGA工程，为工程添加原理图文件和OpenBus文件。打开OpenBus Palette面板，调用LED Controller、连接器Interconnect、32-bit RISC Processor TSK3000A、SBAM Controller等元件，合理配置OpenBus器件参数，完成OpenBus文件的设计，如图3所示。

将图3的OpenBus文件生成原理图符号，在设计的顶层原理图中调用。调用FPGA设计元件库中的其他外围组成电路的元器件，连线完成顶层原理图的设计，如图4所示。

2．2 软件平台搭建器SwPlatform与嵌入式代码设计
本设计中要用32-bit RISC Processor TSK3000A处理器来控制LED，需要添加LED的驱动程序，如图5所示。在器件栈中选择Import from FPGA按钮，Altium Designer将自动检查FPGA工程，添加LED Controller和LED Controller Drive，这样就为LED器件完成了硬件驱动程序的添加。

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关键词： OpenBus FPGA 系统 嵌入式设计