MicroBlaze软核处理器在DAB发射机中的应用

引言

MicroBlaze嵌入式处理器软核是Xilinx公司推出的基于FPGA的微处理器，它采用32位精简指令集(RISC)哈佛总线架构，具有运行速度快、占用资源少、可配置性强等优点。借助Xilinx EDK(嵌入式开发套件)，用户可以灵活地选择外设、存储器和接口特性等组合，从而利用单个FPGA以最低的成本实现可编程片上系统。

数字音频广播(DAB)是继调幅、调频广播之后的第三代广播技术，与模拟广播相比音质更好、抗干扰性更强，频谱利用率更高。采用正交频分复用(OFDM)调制方式，具有抗多径干扰的能力，能以很高的频谱利用率实现高速数据传输。本文介绍了基于PC和FPGA的DAB发射机设计，详细阐述了基于MicroBlaze软核处理器的片上系统设计及其在发射机芯片控制方面的应用。

MicroBlaze软核处理器的构建

MicroBlaze软核可以嵌入在Virtex-II/4/5/6和Spartan-II/3等系列FPGA器件中，与其他外设IP核及用户的IP核一起构成片上系统(SoC)。用户可以根据其需要量身定制MicroBlaze软核，SoC技术有效降低了系统功耗，减少产品设计复杂性和开发成本。MicroBlaze软核的开发流程主要分为三个步骤：首先要搭建底层的硬件平台，包括构建MicroBlaze处理器，根据需要开发用户自定义IP核，将所需外设通过片内总线挂载在MicroBlaze处理器上;第二步是软件应用程序的开发，包括应用程序代码、库文件以及嵌入式操作系统的加载;最后将硬件比特流文件(由VHDL/Verilog语言生成)和软件应用程序(由C语言生成)合并成最终文件并下载到FPGA内运行[1]。

Xilinx EDK的组件XPS(Xilinx Platform Studio)为MicroBlaze提供了集成开发环境。基于Xilinx ML605开发套件，利用XPS软件，本文配置的MicroBlaze结构框图如图1所示。各模块和连接总线介绍如下[2]。