摘要 以ACEX1K50為例，介紹FPGA在Intel XScale PXA270微處理器系統上的應用。通過內存映射機制實現ACEX1K50在Linux下的設備驅動；通過用戶應用程序實現對ACEX1K50設備的操作，為FPGA在嵌入式領域的應用提供一種方法。
　　關鍵詞 XScale PXA270 FPGA Linux 驅動
　　引言
　　Intel公司推出的XScale采用ARM V5TE結構，是Strong ARM的升級換代產品。XScale PXA270處理器最高主頻可達624 MHz，加入了Wireless MMX、Intel SpeedStep等新技術，以其高性能、低功耗、多功能等特點在信息家電、工業控制等領域得到了廣泛的應用。在嵌入式控制中，“微處理器+FPGA”是一種常用的解決方案。FPGA（現場可編程門陣列）有編程方便、集成度高、速度快等特點，電子設計人員可以通過硬件編程的方法來實現FPGA芯片各種功能的開發。在我們的一個數控平臺的研究項目中，采用XScale PXA270作為主CPU，并對其進行FPGA擴展，使其具有插補、電機驅動、信號處理、I/O口擴展的功能。Linux以其內核精練、高效，源代碼開放且免費等優勢，在嵌入式領域得到了廣泛的應用。下面以Intel XScale PXA270上的Altera FLEX/ACEX的應用為例，詳細介紹Linux下FPGA設備驅動的實現。
　　1 Altera FLEX/ACEX芯片結構
　　Altera FLEX/ACEX芯片是基于查找表LUT（LookUpTable）原理而實現的。LUT本質上就是一個RAM。目前FPGA中多使用4輸入的 LUT，所以每個LUT可以看成一個有4位地址線的16×1的RAM。當用戶通過原理圖或HDL語言描述一個邏輯電路以后，FPGA開發軟件會自動計算邏輯電路的所有可能的結果，并把結果事先寫入RAM。這樣，每輸入一個信號進行邏輯運算就等于輸入一個地址進行查表，找出地址對應的內容，然后輸出即可。由于LUT主要適合SRAM工藝生產，所以目前大部分FPGA都是基于SRAM工藝的，而SRAM工藝的芯片在掉電后信息就會丟失，一定要外加1片專用配置芯片（本實驗電路使用Altera EPC2LC20）。在上電時，由這個專用配置芯片把數據加載到FPGA中，然后FPGA即可正常工作。由于配置時間很短，因此不會影響系統正常工作。在使用ACEX1K50之前，應對其進行設計編程，實現相應寄存器及I/O口的功能。有關FPGA的詳細內容請參閱相關資料。
　　2 Intel XScale PXA270處理器的系統存儲器接口
　　PXA270處理器的可編程靜態存儲體系結構如圖1所示。
　　
　　圖1 PXA270靜態存儲體系結構
　　在系統上， ACEX1K50位于nCS《2》上，物理地址0x8000000～0x8001000共4K的靜態地址空間。圖2表示了Intel XScale PXA270與ACEX1K50的硬件連接關系。