引 言 随着半导体制造工艺的发展,以FPGA(现场可编程门阵列)为代表的新一代可编程逻辑器件(PLD)的逻辑资源密度不断增加,使得可编程技术很自然地就与系统芯片集成技术(SoC)的结合日益紧密,并逐步成为可配置平台技术(configurable platform)的主流。 目前,各主要PLD厂商基于FPGA的可配置平台虽然大都采用“微处理器十可编程逻辑”的架构,但在开发基于FPGA的嵌入式系统时,却采用了各自不同的方式来整合处理器系统与片上的其他逻辑资源(大多数以用户IP核形式出现)。MicroBlaze软核处理器是Xilinx公司为其FPGA器件开发的,其特有的FSL(Fast Simplex Link,快速单向链路)总线,可以实现用户IP核与软核处理器的高速连接,为设计者提供了一条解决这类问题的途径。 1 MicroBlaze软核处理器 1.1 概 述 MicroBlaze是基于Xilinx公司FPGA的微处理器软IP核。它采用RISC架构和哈佛结构的32位指令和数据总线,内部有32个32位宽度的通用寄存器;在150 MHz的时钟频率下,最高可达到125 DMIPS的处理性能,其逻辑结构如图1所示(图中省略了指令侧的同类接口)。使用Xilinx公司提供的EDK(嵌入式系统开发套件),可以在参数化的图形界面下方便地完成嵌入式软处理器系统的设计。其突出的优点,一是设计灵活性;二是可以整合用户自定义IP核,使得算法可以在硬件中并行地执行而不是在软件中串行执行,从而极大地加速软件的执行速度,即所谓的硬件加速 |
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