PicoBlaze处理器IP Core的原理与应用

3 PicoBlaze的指令集和调试器

表1列举了所有代表十六进制的PicoBlaze操作码的指令，其中：

①"X"和"Y"代表寄存器，"s"，范围为0～F；

②"kk"代表常量，"aa"代表地址，"pp"代表端口地址，范围均为00～FF。

pBlazIDE(Integrated Development Environment)是PicoBlaze汇编程序的编辑、调试、汇编集成环境。利用它可以方便地仿真所写程序的输入输出、寄存器内值的变化及程序指令的顺序执行过程，便于检查程序的错误。PicoBlaze处理器IP Core应用的VHDL源代码和调试器pBlazeIDE可以从Xilinx(＄233.7100)网站上直接下载。

4 PicoBlaze的应用系统设计

应用于Spartan-II和Virtex-E器件的PicoBlaze处理器IP Core，外挂一个可存储256条指令的RAM，共同工作。若是用户需要更多的程序存储空间以便执行更加复杂的操作，有以下几种解决方案。

    *Xilinx(＄233.7100)针对Virtex-E器件特别设计了KCPSM2模块，提供1024个地址，且操作32个寄存器。

*若用户的程序超过了256条指令，则可以考虑将设计分解为几个过程，每一个过程由一个单独的PicoBlaze模块（每个拥有自己的RAM）完成。在一些设计中，以一个PicoBlaze为主（Master），其它一个或多个PicoBlaze为辅（Slave）。双端口分布式存储器是在处理器间交换数据的一个很好的选择。

*可选择将超过256个指令的程序分解到两个或多个块状RAM中，用一个选择开关来选择存储了要执行的指令的RAM。最简单的是使用一个被一触发器输出控制的二选一选择器来选择RAM，如图3所示。

这种方法的缺点是：二路选择器占用8个slice，且加大了程序执行的延时，降低了程序最大执行速率。一个更好的方法是将二路选择器放到RAM中，一条指令被分别存放在两个512×8的RAM中，用switch(＄148.3200)信号和8位地址信号组成9位信号，选择要执行的指令。图4列举了一个利用PicoBlaze实现控制四个七段数据管显示的例子，左边两个从0变到99，右边情形相同，变化的间隔均为1s。但同时刻只有一个计数器增加，而选择哪一个计数器增加则由DIP switch(＄148.3200)输入控制。
图4 PicoBlaze处理器的IP Core应用设计实例
结语

PicoBlaze是一个典型的8位微处理器。与传统的8位MCU相比，它是一个由VHDL实现的软处理器IP Core，可以在各种FPGA和CoolRunnerII CPLD上实现，设计灵活方便；因此，PicoBlaze将在基于可编程逻辑和MCU的应用领域中发挥积极的作用。其较高的处理性能和较少的资源占用，预示其具有更加广泛的应用前景。