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EP1K10TC100-2N
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深圳市毅创腾电子科技有限公司
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深圳市毅创腾电子科技有限公司是一家大型、专业的XILINX(赛灵思)、ALTERA(阿特拉)、FREESCALE(飞思卡尔)、Analog Devices、TexasInstruments嵌入式FPGA、CPLD、微控制器、数字信号处理等集成电路销售与服务的授权分销商。也是亚太地区最大规模的原装XILINX、ALTERA、FREESCALE产品供应商之一。
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从最初不起眼的胶合逻辑开始,FPGA已经历了漫长的发展道路。当前FPGA的逻辑容量和灵活性已将其带入了嵌入式设计的中心位置。目前,在单个可编程芯片上可实现一个完整系统,这种架构有助于软硬件的协同设计,并能将软硬件应用进行集成。
这些基于FPGA的嵌入式设计种类需要稳健的操作系统。PetaLinux应运而生,已成为众多嵌入式设计人员青睐的对象。它以开源免费的方式提供,支持包括赛灵思MicroBlaze® CPU和ARM®处理器在内的多种处理器架构。要将PetaLinux移植到特定的FPGA上,必须针对目标平台定制、配置和构建内核源代码、引导载入程序、器件树和根文件系统。
对于PES大学和C-DOT的一个设计项目而言,我们的研发团队准备移植PetaLinux并在采用Kintex®-7 XC7K325T FPGA的赛灵思KC705评估板上运行多个PetaLinux用户应用。结果证明整个过程相当便捷。
选择PetaLinux的原因
在详细介绍具体做法之前,有必要花点时间来探讨针对基于FPGA的嵌入式系统提供的操作系统选项。PetaLinux是FPGA上最常用的操作系统,另外还有μClinux 和Xilkernel。μClinux为Linux发行版,是一款包含小型Linux内核的移植型Linux操作系统,适用于无存储器管理单元(MMU)的处理器[1]。μClinux配备有各种库、应用和工具链。Xilkernel就其本身而言,是一款小型、高稳健性、模块化内核,能够提供高于μClinux 的定制性能,有助于用户通过定制内核来优化其设计尺寸与功能[2]。
同时,PetaLinux也是一款完整的Linux发行版及开发环境,适用于基于FPGA的片上系统(SoC)设计。PetaLinux包含预配置二进制可引导映像、面向赛灵思器件的完全可定制Linux 以及配套提供的PetaLinux软件开发套件(SDK)[3]。其中SDK包括用于自动完成配置、构建和部署过程中各种复杂工作的工具和实用程序。赛灵思提供可免费下载的PetaLinux开发包,其中包括针对各种赛灵思FGPA开发套件而设计的硬件参考项目。同时包含在内的还有适用于赛灵思FPGA的内核配置实用程序、交叉编译器等软件工具、硬件设计创建工具以及大量其它设计辅助功能。
据报道,Xilkernel 的性能优于μClinux[4],而PetaLinux的性能又优于Xilkernel [5]。由于这个原因,特别是由于已针对我们赛灵思目标板提供的软件包原因,我们为我们的项目选择了PetaLinux。移植PetaLinux的另一大优势是用户可以轻松实现远程编程。这就意味着用户可使用远程接入方式,通过远程登录,采用新的配置文件(或比特流文件)加载FPGA目标板。
有两种方法可以创建用于构建PetaLinux系统的软件平台:在Linux终端上使用PetaLinux命令或通过下拉菜单使用GUI。