基于SPB的FPGA嵌入式音頻處理系統(tǒng)的設計

　　FPGA嵌入式設計中，常通過軟件編程的方式來訪問或者控制某些外圍設備。電路設計軟件Altium Designer的軟件平臺構建器（SPB）是一個包含了用于創(chuàng)建復雜軟件系統(tǒng)所需的所有驅動和服務程序的軟件構架。SPB中的軟件IP模塊可以屏蔽底層細節(jié)，為FPGA嵌入式設計的快速開發(fā)提供便利，提高研發(fā)效率。介紹了基于SPB的FPGA嵌入式設計關鍵技術，并在智能開發(fā)平臺NanoBoard 3000上實現(xiàn)了基于SPB的嵌入式音頻處理系統(tǒng)設計。

　　在AD軟件下進行嵌入式系統(tǒng)設計時，SPB的使用是通過軟件平臺文件（SwPlatform）實現(xiàn)的。SPB是一個圖形化的用戶界面，可以自行讀取FPGA設計，為設計中的外圍設備導入合適的底層模塊，并以此為基礎添加更多的高層IP模塊到軟件平臺文件中。具體添加何種IP模塊，取決于FPGA嵌入式設計中需要訪問哪些外圍設備。訪問外圍設備時，可以使用SPB提供的多個IP模塊。較底層的IP模塊可以訪問特定的存儲設備，如硬盤。SD卡。RAM驅動器，較高層的IP模塊則更抽象也更獨立于硬件。

　　軟件平臺文件（SwPlatform）是在SPB中，從一系列提供的元器件中選擇組合起來的軟件層。軟件平臺文件使得應用程序通過一組標準化的服務來利用硬件，如存儲服務和網絡服務。軟件平臺文件的目的其實就是使硬件設備通過抽象和通用的軟件接口，來為應用程序提供外圍設備的應用編程接口（API）。軟件平臺中的設備堆棧（Device Stacks）由三種類型的模塊構成，分別是硬件包裝（Wrapper）。驅動（Driver）和服務程序（Con-text）。通常從底而上，從最底層的與原理圖設計上特定硬件設備相關的模塊開始構建設備堆棧。在此之上，可以堆積較高層次的模塊，提供更通用的訪問外圍設備的功能函數(shù)。設備堆棧的底部是硬件包裝（Wrapper），然后是驅動（Driver），最后是服務程序（Context）。堆棧每往上一層，模塊對硬件的抽象層面越高。設備堆棧層的功能描述如表1所示。