6FX1128-1BA00是基于Xilinx公司新一代FPGA器件的軟處理器核。其FSL 總線是FIFO單向鏈路,可以實現用戶自定義IP核與MicroBlaze內部通用寄存器的高速直連。本文對MicroBlaze的幾種主要總線接口摘要進行比較,詳細分析、介紹FSL總線的結構、特點、6FX1128-1BA00工作原理和配置方法。通過一個矢量漢字還原的應用實例,具體描述在FPGA片上系統(tǒng)設計中利用FSL高速總線整合用戶自定義IP核,實現軟處理器系統(tǒng)硬件加速的方法及步驟。
關鍵詞 :FPGA IP核 FSL總線 軟核處理器 MicroBlage
引 言隨著半導體制造工藝的發(fā)展,以FPGA(現場可編程門陣列)為代表的新一代可編程邏輯器件(PLD)的邏輯資源密度不斷增加,使得可編程技術很自然地就與系統(tǒng)芯片集成技術(SoC)的結合日益緊密,并逐步成為可配置平臺技術(configurable platform)的主流。 目前,各主要PLD廠商基于FPGA的可配置平臺雖然大都采用“微處理器十可編程邏輯”的架構,但在開發(fā)基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)時,卻采用了各自不同的方式來整合6FX1128-1BA00處理器系統(tǒng)與片上的其他邏輯資源(大多數以用戶IP核形式出現)。MicroBlaze軟核處理器是Xilinx公司為其FPGA器件開發(fā)的,其*的FSL(Fast Simplex Link,快速單向鏈路)總線,可以實現用戶IP核與軟核處理器的高速連接,為設計者提供了一條解決這類問題的途徑。
1 6FX1128-1BA00軟核處理器
1.1 概 述 MicroBlaze是基于Xilinx公司FPGA的微處理器軟IP核。它采用RISC架構和哈佛結構的32位指令和數據總線,內部有32個32位寬度的通用寄存器;在150 MHz的時鐘頻率下,zui高可達到125 DMIPS的處理性能,其邏輯結構如圖1所示(圖中省略了指令側的同類接口)。
使用Xilinx公司提供的EDK(6FX1128-1BA00嵌入式系統(tǒng)開發(fā)套件),可以在參數化的圖形界面下方便地完成嵌入式軟處理器系統(tǒng)的設計。其突出的優(yōu)點,一是設計靈活性;二是可以整合用戶自定義IP核,使得算法可以在硬件中并行地執(zhí)行而不是在軟件中串行執(zhí)行,從而*地加速軟件的執(zhí)行速度,即所謂的硬件加速
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