Mikroprocesor PicoBlaze na platformie CPLD w dydaktyce systemów wbudowanych

W artykule przedstawiono wybrane aspekty implementacji mikroprocesora PicoBlaze na platformie uruchomieniowej CoolRunner-II CPLD Starter Kit. Szczególną uwagę poświęcono obsłudze portów wejścia/wyjścia, a także wykorzystaniu elementów wbudowanych w platformę, uwzględniając także zewnętrzne moduły rozszerzające. Ograniczenia zasobów układu CPLD wymagają praktycznego zastosowania dekompozycji funkcjonalnej systemu. Jako przykłady aplikacji przedstawiono sterowanie diodami oraz wbudowanym wyświetlaczem siedmiosegmentowym.

In this paper selected aspects of soft processor implementation in CPLD platform are presented. The processor considered here is PicoBlaze. The code of this model is available from Xilinx after registration. The hardware platform is CoolRunner-II CPLD Starter Kit. It is possible to extend simply the base configuration of the board with number of additional modules called Pmods (Fig. 1). The paper presents the main features of PicoBlaze from the teaching of embedded systems point of view. A few paragraphs show the organization of I/O ports and possibilities of their modifications (Fig. 2). Next the main flow of project files is shown (Fig. 3) including compilation and implementation processes. There are three applications used for compare purposes. The first one is the empty loop, the second one is "moving" LED and the third one is seven segment display control. The sample way of modifying selected project files in order to change available I/O ports is presented. Fig. 5 shows the RTL level schematic of the system running LED display control application with particular emphasis on I/O handling. The limitations of implementations as well as advantages of the proposed approach are shown. The main advantage for teaching embedded systems is necessity of common hardware and software design in case of adapting to the platform constraints.