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ORPSoC User Guide
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ORPSoC User Guide,ORPSoC支持的所有FPGA开发板的用户手册。
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ORPSoC User Guide
Julius Baxter
OpenCores
Issue 4 for ORPSoC
This file documents the OpenRISC Reference Platform SoC, ORPSoC.
Copyright
c
2010,2011 OpenCores
Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document under
the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.2 or any later
version published by the Free Software Foundation; with no Invariant Sections,
with no Front-Cover Texts, and with no Back-Cover Texts. A copy of the license
is included in the section entitled “GNU Free Documentation License”.
Published by OpenCores
i
Table of Contents
1 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2 Project Organisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2.1 Organisation Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2.2 Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2.2.1 Software Test Naming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.3 RTL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.3.1 Verilog HDL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.4 Testbench . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.5 Reference And Board Designs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.5.1 Module Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
3 Getting Started . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.1 Supported Host Platforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.2 Obtaining Project Source. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.3 Required Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
4 Reference Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
4.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
4.2 Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
4.2.1 RTL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
4.2.2 Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.2.3 Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.3 Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.3.1 Host Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.3.2 Target System Tools. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.3.3 EDA Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.3.4 Debug Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.4 Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.4.1 RTL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.4.2 Cycle Accurate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
4.4.3 Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4.5 Synthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
5 ORDB1A3PE1500 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
5.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
5.2 Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
5.3 Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
5.3.1 Host Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
5.3.2 Target System Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
5.3.3 EDA Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
5.3.4 Debug Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
ii
5.4 Simulating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
5.5 Synthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
5.5.1 Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
5.5.2 Checks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
5.6 Place and Route . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
5.6.1 Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
5.6.2 Constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
5.7 Programming File Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
5.8 Customising . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
5.8.1 Enabling Existing RTL Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
5.8.2 Adding RTL Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
6 ML501. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
6.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
6.2 Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
6.2.1 ML501 Xilinx Environment Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
6.3 Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
6.3.1 Host Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
6.3.2 Target System Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
6.3.3 EDA Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
6.3.4 Debug Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
6.4 Simulating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
6.4.1 Simulating Boot From Flash. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
6.4.1.1 Configure the design. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
6.4.1.2 Prepare the image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
6.4.1.3 Run the simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
6.5 Synthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
6.5.1 Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
6.5.2 Checks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
6.5.3 Netlist generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
6.6 Place and Route . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
6.7 Post-PAR STA Report . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
6.8 Back-annotated Netlist . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
6.8.1 Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
6.8.2 Constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
6.9 Programming File Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
6.9.1 SPI programming file generation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
6.9.2 SPI programming file generation with software. . . . . . . . . . . . 23
6.9.3 SPI flash programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
6.9.3.1 Direct SPI flash programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
6.9.3.2 Indirect SPI flash programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
6.9.4 platform flash programming file generation . . . . . . . . . . . . . . . 25
6.10 Customising . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
6.10.1 Enabling Flash Boot Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
6.10.2 Enabling Existing RTL Modules. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
6.10.3 Adding RTL Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
6.11 Running And Debugging Software. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
6.11.1 Debug Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
iii
6.11.2 UART . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
7 S3ADSP1800. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
7.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
7.2 Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
7.2.1 S3ADSP1800 Xilinx Environment Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
7.3 Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
7.3.1 Host Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
7.3.2 Target System Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
7.3.3 EDA Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
7.3.4 Debug Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
7.4 Simulating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
7.5 Synthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
7.5.1 Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
7.5.2 Checks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
7.5.3 Netlist generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
7.6 Place and Route . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
7.7 Post-PAR STA Report . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
7.8 Back-annotated Netlist . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
7.8.1 Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
7.8.2 Constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
7.9 Programming File Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
7.9.1 SPI flash programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
7.10 Customising . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
7.10.1 Enabling Existing RTL Modules. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
7.10.2 Adding RTL Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
7.11 Running And Debugging Software. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
7.11.1 Debug Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
7.11.2 UART . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
8 Atlys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
8.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
8.2 Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
8.2.1 Atlys Xilinx Environment Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
8.3 Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
8.3.1 Host Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
8.3.2 Target System Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
8.3.3 EDA Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
8.3.4 Debug Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
8.4 Simulating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
8.5 Synthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
8.5.1 Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
8.5.2 Checks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
8.5.3 Netlist generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
8.6 Place and Route . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
8.7 Post-PAR STA Report . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
8.8 Back-annotated Netlist . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
8.8.1 Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
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