[发明专利]一种Xilinx FPGA支持Arduino IDE开发的实现方法

说明书

一种Xilinx FPGA支持Arduino IDE开发的实现方法，属于嵌入式技术领域，可实现将Arduino IDE中编写的程序下载到FPGA板卡中，使FPGA板卡具有Arduino板卡的相关功能。实现方法包括：根据要实现的功能进行硬件逻辑设计，为添加的硬件逻辑编写相应的软件驱动，移植Xilinx SDK的编译系统和下载系统到Arduino IDE中，用Xilinx SDK的驱动函数改写Arduino IDE库函数，以及在Arduino IDE中编写程序进行测试。该方法适应FPGA的发展潮流，可方便用户进行FPGA开发，降低了FPGA开发门槛，也为后人进一步开发此方面的功能奠定了基础。

技术领域

本发明属于嵌入式技术领域，涉及一种Xilinx FPGA支持Arduino IDE开发的实现方法，主要用于Xilinx FPGA技术的开发。

背景技术

自1985年Xilinx公司推出的第一片现场可编程器件(FPGA)至今，FPGA已经经历了三十多年的发展历史，并发生了惊人的变化，应用领域逐渐扩大。它是一种新型高性能可编程逻辑器件，是在专用集成电路领域中出现的一种半定制电路。它通过软件方式就能更改配置器件内部连接结构，完成既定设计功能，解决了定制电路设计周期长、改版投资大以及灵活性差等不足，具有低功耗、高可靠性等优点。FPGA虽有如此多优势，但对于FPGA初学者来说，开始学习FPGA时门槛较高，一个简单的功能也需要经过复杂的逻辑设计和驱动编写，学习过程较为漫长。

Arduino作为一款开源硬件，是嵌入式开发入门级的板卡，能通过简单易懂的程序控制板卡，初学者只需要具有C语言基础加上单片机的基本知识，就能轻松控制Arduino板卡。因此，如果让FPGA板卡支持Arduino IDE开发，便能让初学者像控制Arduino板卡那样控制FPGA板卡，从而简化了开发的流程，缩短了开发时间。

目前市面上已经有兼容Arduino的FPGA板卡，但也只是做到了硬件上兼容Arduino，而并没有实现支持Arduino IDE开发，所以本发明提出了Xilinx FPGA支持Arduino IDE开发的实现方法，可将Arduino IDE编写的程序下载到FPGA板卡上，能轻松控制板卡，方便用户进行FPGA开发，降低FPGA开发门槛，也为后人进一步开发此方面的功能奠定了基础。

发明内容

本发明为了方便用户进行FPGA开发，提出了Xilinx FPGA支持Arduino IDE开发的实现方法。

为了达到以上的目的，本发明采用的方案是：

一种Xilinx FPGA支持Arduino IDE开发的实现方法，其特征在于采用将XilinxSDK的编译和下载系统移植到Arduino的方法，并用Xilinx SDK的库函数改写对应Arduino的库函数，可将Arduino IDE编写的程序下载程序到FPGA板卡，实现Arduino的相关功能。该方法主要包括以下几个步骤：

(1)、根据所需的功能，使用Vivado软件进行硬件逻辑设计，添加对应的IP核，并进行管脚约束；

(2)、编写软件驱动，实现相应的软件功能；

(3)、编写对应板卡的引导程序，使用QSPI模式运行用户程序；

(4)、移植Xilinx SDK的编译系统到Arduino IDE中，根据Xilinx SDK中的编译脚本修改对应的Arduino IDE的脚本文件；

(5)、移植Xilinx SDK的下载系统到Arduino IDE中，根据Xilinx SDK中的下载脚本修改对应的Arduino IDE的脚本文件；

(6)、用Xilinx SDK的驱动函数改写Arduino IDE的库函数，使其适配FPGA板卡；

(7)、在Arduino IDE中编写程序控制FPGA板卡；