设计PicoBlaze处理器

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                    　　本节介绍的PicoBlaze处理器设计流程和设计范例采用低成本高性能的Spartan-3E器件和Spartan-3E STarterKit演示板。
　　调试完成PicoBlaze处理器模块，经过编译可以作为一个ROM的初始化文件与FPGA的bit文件下载到FPGA的配置器件中，PicoBlaze的系统构成如图1所示。设计者可以通过Xilinx网站下载XAPP213、XAPP387、XAPP627文档和KCPSM3编译工具来修改和编译汇编程序。




　　图1 Picoblaze处理器的系统构成
　　在设计的实现过程中将会生成一些中间文件，其用途分别如下:
　　(1) KCPSM3，EXE：PicoBlaze汇编编译系统执行文件。
　　(2) ＜filenAME＞，psm：设计者通过文本编辑器产生的汇编源文件。
　　(3) ＜filename＞．vhd和＜filename＞，v：由汇编编译器生成的用于程序存储器的VHDL和Verilog格式文件，适用于综合和仿真。
　　(4) ＜filename＞。coe：编译器产生的ROM初始化文件，俗称“黑盒”文件。
　　(5) ＜filename＞，fmt：为整理后的汇编原始文件，为方便阅读，在文件中提供一些注释、行号及汇编助记符等。
　　(6)＜filename＞。hex和＜filename＞，doc：用于其他用途的十六进制和二进制文件。
　　(7) ＜filename）。log、coNStants。txt和labels，txt：编译器产生的报告文件。
　　设计者在命令行系统(DOS操作系统)环境下运行KCPSM3，EXE文件，并输入设计者编写的汇编源文件＜filename＞．psm后，汇编编译系统将会自动生成如图2所示的相应文件。




　　图2 汇编编译系统自动生成的相应文件
　　从图中看出，PicoBlaze交叉汇编器具有完好的归档资料，而且PicoBlaze设计文件中也提供了汇编代码与VHDL之间的直接对应关系。编译器用ANSI－C编写，并在微软的汇编器上汇编。该交叉汇编器具有高度的移植性，支持多种输出文件类型。例如，它能产生二进制输出文件，可以英特尔公司的hex格式装载进外部EPROM，也能产生适合VHDL仿真器使用的主要建模文件。设计者可以用高速仿真功能立即分析汇编器产生的代码，从而了解代码的功能和效率。然后将代码下载到FPGA／CPLD设计套件中，就可以看到它们按期望的值正确工作。
　　为了帮助和方便设计者编写程序，该编译系统支持如下3个汇编程序说明命令(即宏命令):
　　(1) CONSTANT：助记符指定(赋值)一个8位立即数。
　　(2) NAMEREG：为寄存器命名一个新的名称。
　　(3) ADDRESS：强制程序从新设置的地址开始执行。
　　以下是一段简单的移位处理程序，用于说明汇编指令的语法结构：