电子产品世界

1．2 软硬件任务划分和软硬件接口
系统模型是对系统初步的粗粒度划分。依据这个粗粒度的划分，有助于第一次软硬件任务分配。在进行软硬件划分时，需要将系统需求根据设计目标和设计约束，分解出硬件的功能需求和非功能需求，以及软件的功能需求和非功能需求，并进一步细化硬件需求及软件需求。
进行软硬件划分是协同设计的重心，划分的合理与否，将直接影响到后续的设计与开发。设计者要从系统的角度，将软硬件完成的功能作均衡，以想要达到的目标为设计标准。在系统的复杂度一定时，使软硬件结合，达到更高的性能。软硬件划分好以后，软件和硬件的设计一直是保持并行的，在设计过程中两者交织在一起，互相支持，互相提供开发的平台。
软硬件的划分不是简单地将功能分解，在进行软硬件任务分配时已经在进行系统的架构设计。其中，非常重要的部分是软硬件的接口设计。嵌入式系统的软硬件接口，从基本的寄存器到高级的系统接口都非常重要。在软硬件任务分配时，主要考虑系统的软件与硬件之间的接口，以及那些影响最终软硬件集成、调试的软硬件接口。

2 系统硬件设计
整个系统的设计可以分为两个部分：第一部分是硬件平台的设计，即可用以运行整个系统的硬件部分，包含了主芯片、外设芯片以及它们之间的互联；第二部分是根据系统设计需求来定制硬件系统，即设计处理器软核和相关外设的控制逻辑，完成系统的定制。第一部分的工作是后面工作的基础。
本设计中的SOPC开发平台系统结构如图2所示，开发板的PCB版图设计利用Altium Designer工具完成。软硬件接口设计的主要任务是基于基本指令集完成驱动程序的编写工作。驱动程序是硬件组件与软件组件之间的桥梁。软硬件接口的另一个重要工作是进行硬件初始化。初始化代码是处理器从复位状态进入操作系统能够运行的状态，也就是在把控制权交给操作系统或应用程序之前硬件和底层软件(驱动)必须做的一些工作。

下面详细说明平台中重要的电源电路、Flash接口电路、SDRAM接口电路设计，其他部分电路可参考相应资料。
2．1 FPGA EP1C6Q
目前大部分Altera公司的FPGA均支持NiosIICPU，而Cyclone系列器件是当前世界上成本最低的FPGA芯片之一，因此本设计中的核心芯片采用Cyclone EP1C6，具有9800个逻辑单元，92Kb的RAM资源，提供两个全功能的锁相环(PLL)。I／O接口185个，还支持LVDS、DDR等传输接口。它的配置使用最新型的AS配置方式，配置芯片是EPCS4(Flash结构，4Mb)。

1 2 3 4

关键词： 设计 平台 协同 软硬件 SOPC 嵌入式 实现