图１ 系统框图

１.１ 硬件设计
１.１.１ SPI硬件接口
通过ZedBoard上的Pmod接口实现硬件的物理连接，ZedBoard上的４个Pmod接口（JA、JB、JC、JD）支持LVCMOS3.3V和LVTTL3.3V信号，其中的２个（JC、JD）能够支持525Ｍｂ/ｓ的LVDS信号。为了避免短路电流和静电，Pmod接口电路设计中为每个信号口增加了１个静电保护二极管和串接了１个 200Ω的电阻［３］ 。Pmod接口电路设计如图２所示。其中SPI协议传输只用到Pmod的４个引脚，SPI的４个信号线SS、MOSI、MISO、SCK分别连接到Pmod的JA1、JA2、JA3、JA4。

图２ Ｐｍｏｄ接口电路

１.１.２ 硬件配置
Xilinx可编程嵌入式系统工程在Xilinx公司的嵌入式开发套件（Embedded Development Kit,EDK） 环境实现，Xilinx EDK具有完成嵌入式系统设计的一套工具和硬件配置需要的IP核 ［４］ 。EDK环境下硬 件结构设计的主要工具是Xilinx开发平台（Xilinx Platform Studio，XPS），硬件设计步骤如下：
（１）设置新工程路径；
（２）用IPCatalog中的IP或自定义IP配置外设；
（３）建立UCF文件；
（４）bits流生成；
（５）下载bit流到FPGA中。

本设计中添加一个AXI4-Lite总线设备SPI模块来控制Pmod接口实现硬件设备之间通信，其中 AXI4-Lite全局时钟ACLK设置为100ＭHz。SPI模块分配的物理地址为0x42020000,以及64K小的空间，SPI配置信息，如图３所示

图３ ＳＰＩ模块物理地址及大小

１.２ 软件设计
软件设计包含Linux下SPI核驱动和Linux下UDP/IP以太网传输应用程序两部分。SPI核驱动在软件设计包含Linux下SPI核驱动和Linux下UDP/IP以太网传输应用程序两部分。SPI核驱动在虚拟机中Ubuntu下交叉编译完成，传输应用程序在EDK开发套件中的软件开发环境下完成。

１.２.１ SPI核驱动
由于远端传输由在Linux系统下UDP/IP协议实现的，因此，编写Linux下的IP驱动，应用程序就可以通过Linux的标准接口访问SPI设备。本设计编写的是MISC型设备驱动程序，包含设备加载、设备卸载以及文件操作函数。