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基于Petalinux的Socket网络通信系统设计与实现
发布时间:2018-08-29 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]摘 要： 介绍了一款针对MicroBlaze软核处理器特别开发的嵌入式操作系统Petalinux，成功地实现了其在ML402开发板上的移植，并且在该系统上实现了基于TCP/IP协议的套接字接口Socket的网络通信。
关键词： FPGA；MicroBlaze软核处理器；Petalinux移植；Socket网络通信嵌入式系统是为特定目的而构建的一类计算机设备。该设备具有体积小、功耗低、可靠性稳定、高度自动化、响应速度快等特点，特别适合要求实时和多任务的体系[1]。Petalinux是由PetaLogix公司专门为在Xilinx FPGA的MicroBlaze软核处理器上运行而开发的嵌入式Linux。Petalinux发布的版本中包含定制的Linux2.4/2.6内核原码、U-boot内核编码、相关的开发工具以及开发板参考硬件平台配置，极大地方便了开发人员的使用，缩短了产品的开发周期。
对于如何在嵌入式系统上实现远程网络通信这一问题，本文给出了一种基于Xilinx开发板ML402的嵌入式网络通信系统的设计与实现方案，成功实现了开发板与PC机的实时网络通信。
1 硬件工程设计
1.1 底层硬件平台的选取与设计
本设计方案采用Xilinx EDK 10.1在ML402开发板搭建一个最简化的硬件平台，结构如图1所示。
xil
图中各部件在FPGA 内部以IP核的形式构建并连接，系统以带有32 bit MicroBlaze软核的FPGA作为控制中心,SysACE用于存放文件系统和应用程序配置文件；INTC用来实现中断控制；串口可在调试时输出系统的运行信息；以太网控制器用来实现以太网功能；DDR_SDRAM通过XCL总线与处理器相连，用于对片外存储器进行访问[2]。
1.2 软件平台的配置
在移植Petalinux之前，必须配置BSP(Board Support Package)。所谓BSP，就是为给定的板子提供特定操作系统支持的代码。介于主板硬件和操作系统之间，属于操作系统的一部分,主要目的是为了支持操作系统，使之能够更好地运行于硬件主板。
Xilinx EDK已经包括相应的BSP产生器，因此，第一步只需要把解压的Petalinux文件夹下的hardware/edk_user_repository/PetaLogix/bsp/petalinux_v1_00_b文件夹拷贝到EDK文件夹下的swlibbsp目录下进行相应的配置即可。接下来打开已建立的硬件工程，进行软件平台配置，点击Software菜单，启动Software Platform Setting。系插件电感统会弹出软件平台的配置窗口，可以看到共有3个可配置项——Software Platform、OS and Libraries和Drivers。右方的窗口为可配置选项的参数。首先对Software Platform进行配置，点击Software Platform，在窗口右侧可以看到可配置参数，包括两个子窗口，其一是processor parameters，其中包括处理器主频信息、交叉编译器等选项。其中，extra compiler flag指定了在生成BSP与库的过程中，交叉编译器所用的编译标志，archiver和compiler分别指定了生成BSP与库所用的工具链，在这里只需保持默认即可。在OS and Library settings子窗口中打开OS的下拉菜单，选择Petalinux，版本只有1.00.b，如果第一步没有完成，则在点开OS的下拉菜单后，没有Petalinux选项。
完成上一步之后，选中OS and Library可配置选项，这里主要是针对开发板对?滋Clinux的BSP进行配置，包括Flash与Memory以及输入输出调试端口的配置，在这里主要对以下参数进行修改：
Lmb memory：dlmb_crtlr
Main memory：DDR_SDRAM
Stdin：RS232_Uart
Stdout：RS232_Uart
最后点击OK，退出，基于Petalinux的MicroBlaze软件平台配置完成。下一步是根据软件平台的配置生成针对MicroBlaze处理器的BSP与库，使Petalinux与开发板的信息交互成为可能。进入EDK的Software菜单，点击Generate BSP and Libraries，系统会自动生成板级支持包与库。之后就可以在microblaze_0/libsrc/petalinux_v1_00_b文件夹下生成auto-config.in文件[3]。
1.3 Petalinux操作系统的移植
软件平台完成后需要对内核进行配置，嵌入式系统开发一般采用交叉编译的方法，通过PC机对内核和应用程序进行编译，具体步骤如下：
(1)将工程所在目录复制到Petalinux解压目录下的
~/hardware/user-platforms目录下。
(2)进入Petalinux解压目录，运行source ./settings.sh命令，设置Petalinux环境变量。
(3)进入~/software/petalinux-dist目录，运行petalinux-new-platform-k 2.6-v Xilinx-p ml402新建用户平台；其中-v后缀为FPGA的生产厂商，-p后缀为工程使用的FPGA开发板名称，-k为配置内核的版本。然后运行make menuconfig命令，进入Vendor/Product Selection选项，选择相应的平台，退出并保存。[TI]关于三极管V_ceo的理解，在线等，急急急！！我的理解是三极管开路时，管子C极-E极（正向）的最大耐压值。
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