采用软处理器IP规避器件过时的挑战
平台IP 这种灵活的系统设计可以减少各种风险,因为你可以把任何将来的要求以新的定制逻辑模块、DSP、外设或第三方IP的形式添加到FPGA之中。 此外,该系统还可以被方便地重新配置。 图1:186/188XL加上等效于CAN控制器的设计例子 Instruction-Side Local Memory Bus 指令侧本地存储器总线 表2:针对实例设计的FPGA构造要求 Xilinx MicroBlaze Processor with Internal SDRAM Controller 具有内部SDRAM控制器的赛灵思MicroBlaze处理器
赛灵思利用MicroBlaze处理器、外设、SDRAM和闪存控制器提供一种等效于"生命终止"器件的设计。这种来自英特尔公司和其它供应商的针对"生命终止"器件的预集成参考设计解决方案被称为Platform IP,这种解决方案使你能够快速地开发并部署真正不过时的方案。
例如,对于英特尔公司的186/188XL系列,表1列出了在这些产品上的外设和它们的赛灵思等效IP模块。
图1:186/188XL加上等效于CAN控制器的设计例子,该方案的组成部分包括:
在表2中的设计表示的是对FPGA构造的有效使用。赛灵思的Platform IP以参考设计的形式为英特尔公司和无数其它供应商的"生命终止"产品提供解决方案,使你能够快速地部署针对你的过时器件的解决方案。
Dual-Port Block RAM 双口模块RAM
Data-Side Local Memory Bus 数据侧本地存储器总线
System Reset 系统复位
JTAG Block JTAG模块
MicroBlaze Processor MicroBlaze处理器
Instruction LMB 指令LMB
Data LMB 数据LMB
FSL快速单工连接
Interrupt Control Unit 中断控制单元
DMA 直接存储器存取
On-Chip Peripheral Bus –片上外设总线 (OPB)
OPB Arbiter OPB仲裁器
Timer/Counter/Watchdog 定时器/计数器/看门狗
Memory Controller & Refresh Control 存储控制器和刷新控制
Chip Select Unit 芯片选择单元
USART/Serial USART/串行口
CAN2.0 A/B
Future 将来的需求
FPGA Fabric FPGA构造
Slices 逻辑片
LUT 查找表
FF触发器
Block 模块
RAM随机存取存储器
MicroBlaze CPU Core with 16K Cache 具有16K高速缓冲存储器的MicroBlaze CPU核
DCM on Xilinx FPGA 在Xilinx FPGA上的DCM
OPB Central DMA Controller OPB中央DMA控制器
OPB Timer/Counter (Four) OPB定时器/计数器
OPB Bus Interface OPB总线接口
OPB SDRAM Controller OPBSDRAM控制器
OPB Interrupt Controller OPB中断控制器
State Machine or an OPB Timer/Counter (Included Above) 状态机或一个OPB定时器/计数器(包括上面的)
OPB GPIO片上外设总线 (OPB) 通用IO (GPIO)
OPB JTAG UART
Peripherals 外设
Internal Memory Controller (SDRAM Controller) 内部存储控制器(SDRAM控制器)
OPB Interrupt Controller OPB中断控制器
Flash Controller 闪存控制器
Total Slices, LUT FF, Block RAM Required 总的逻辑片,LUT FF,所需要的模块RAM
Spartan-3E Family Products Spartan-3E系列产品
XC3S500E
Utilization 利用率
XC3S1200E
Utilization 利用率
XC3S1600E
Utilization 利用率
结论
所有的芯片制造商都将在某一个时间点对某些产品实施停产,但是,FPGA是可编程、可再编程且可现场升级的。因此,作为一个FPGA用户,当你为利用成本、密度和功耗趋势而在FPGA平台系列上进行代码移植时,你可以确信你花费多人年所做的软件开发可以被安全地投资到一个嵌入式目标设计之中,该嵌入式目标设计可以继续运行同你第一天编制的代码一样的软件代码,即使它可能正在新的硬件上运行。
赛灵思处理核使客户能够有效地利用FPGA构造并有效地管理成本。当MicroBlaze和PicoBlaze 处理器(后者是采用汇编语言编写的8位参考设计)被嵌入到FPGA构造之中时,通过你现有和配置的稳定的平台,可以消除处理器过时的问题。随着Spartan系列到Virtex 系列FPGA的应用范围向商用和汽车级工业领域的跨越,软处理器成为防止设计过时的理想解决方案。你不仅仅能够获得可编程逻辑所提供的灵活性、一体化和可升级性,而且可以获得专门满足你的设计要求而定制的处理器。
MicroBlaze处理器的软件本质意味着它可以被例示到无数的平台FPGA器件之中,覆盖广泛的器件配置和价格点。完全采用软处理器核和可定制IP就可以替代你的过时器件。因为MicroBlaze解决方案是软处理器IP核,你的设计永远不会因一个处理器芯片的"生命终止"而过时,后续版本将保持100%的二进制向下兼容性。此外,源代码许可协议是现成的。欲了解更多关于MicroBlaze的信息,请访问:www.xilinx.com/cn/microblaze。
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