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(shí)現(xiàn)用戶自定義IP核與MicroBlaze內(nèi)部通用寄存器的高速直連。本文對(duì)MicroBlaze的幾種主要總線接口摘要進(jìn)行比較,詳細(xì)分析、介紹FSL總線的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、6FX1128-1BA00工作原理和配置方法。通過一個(gè)矢量漢字還原的應(yīng)用實(shí)例,具體描述在FPGA片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)中利用FSL高速總線整合用戶自定義IP核,實(shí)現(xiàn)軟處理器系統(tǒng)硬件加速的方法及步驟。
關(guān)鍵詞 :FPGA IP核 FSL總線 軟核處理器 MicroBlage
引 言隨著半導(dǎo)體制造工藝的發(fā)展,以FPGA(現(xiàn)場(chǎng)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(shù)很自然地就與系統(tǒng)芯片集成技術(shù)(SoC)的結(jié)合日益緊密,并逐步成為可配置平臺(tái)技術(shù)(configurable platform)的主流。 目前,各主要PLD廠商基于FPGA的可配置平臺(tái)雖然大都采用“微處理器十可編程邏輯”的架構(gòu),但在開發(fā)基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)時(shí),卻采用了各自不同的方式來(lái)整合6FX1128-1BA00處理器系統(tǒng)與片上的其他邏輯資源(大多數(shù)以用戶IP核形式出現(xiàn))。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(shí)現(xiàn)用戶IP核與軟核處理器的高速連接,為設(shè)計(jì)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(gòu)和哈佛結(jié)構(gòu)的32位指令和數(shù)據(jù)總線,內(nèi)部有32個(gè)32位寬度的通用寄存器;在150 MHz的時(shí)鐘頻率下,zui高可達(dá)到125 DMIPS的處理性能,其邏輯結(jié)構(gòu)如圖1所示(圖中省略了指令側(cè)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(shù)化的圖形界面下方便地完成嵌入式軟處理器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。其突出的優(yōu)點(diǎn),一是設(shè)計(jì)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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