MicroBlaze

MicroBlaze

MicroBlaze — soft-процессорное ядро, разработанное компанией Xilinx для использования в FPGA. MicroBlaze реализуется с помощью стандартной логики и блоков памяти ПЛИС.


С точки зрения архитектуры, MicroBlaze очень похож на процессор с основанной на RISC DLX-архитектурой, описанной в книге Д.Паттерсона (David Patterson) и Дж. Хеннеси(John L. Hennessy). За исключением отдельных случаев MicroBlaze может выполнять по одной инструкции за такт, сохраняя такую производительность практически в любых условиях.


Описание

MicroBlaze имеет универсальные средства связи с периферией, обеспечивающее возможность применять его в разнообразных встроенных приложениях. Основная шина ввода вывода — CoreConnect PLB — обычная шина с возможностью работы в режимах master и slave. Большинство IP-блоков как от Xilinx, так и от сторонних производителей подключаются напрямую к PLB (или через мост между шинами PLB и OPB). Для доступа к внутренней памяти ПЛИС (BRAM), MicroBlaze использует специальную шину LMB, что снижает нагрузку на другие шины. Подключение сопроцессора возможно средствами специального соединения, подобного FIFO — FSL (Fast Simplex Line). Интерфейс с сопроцессором может помочь ускорить работу алгоритмов с большим количеством вычислений, передав часть вычислений в созданный разработчиком (например, написанный на VHDL) аппаратный блок.

Для конфигурирования доступны различные параметры MicroBlaze: могут быть отдельно специфицированы размер кэш, длина конвейера (3 или 5-уровневый), встроенная периферия, блок управления памятью, шинные интерфейсы и так далее (всего более 70 параметров). Например, для оптимизиации по количеству занимаемых ресурсов ПЛИС можно использовать MicroBlaze с 3-уровневым конвейером, пожертвовав высоким значением тактовой частоты ради высвобождения дополнительных ресурсов; для оптимизации по скорости — MicroBlaze с 5-уровневым конвейером, что позволяет работать при тактовой частоте до 235 МГц (для FPGA семейства Virtex-5 FX). Кроме того, ключевые команды процессора, которые редко используются, но при этом их дорого воспроизводить «в железе», могут быть выборочно добавлены или удалены (то есть блоки умножения, деления, операций с плавающей точкой и тому подобные). Этот набор настроек дает разработчику возможность четче определить грань между аппаратной и программной частью в проекте.

Без блока управления памятью на MicroBlaze может работать операционная система с упрощенной защитой и виртуальной памятью, например μClinux или FreeRTOS. С блоком управления памятью возможна работа операционных систем, требующих аппаратной поддержки страничной организации памяти и защиты (таких как ядро Linux), хотя производительность MicroBlaze значительно ниже, чем у таких аппаратных микропроцессорных ядер, встроенных в FPGA, как PowerPC-405 в Virtex-4.

Разработка приложений с MicroBlaze с помощью Xilinx EDK

Xilinx EDK (Embedded Development Kit) — пакет программ для разработки встроенных систем на основе MicroBlaze (и PowerPC) для ПЛИС фирмы Xilinx. Основанный на Eclipse IDE, EDK состоит из двух независимых сред разработки — XPS и SDK.

Разработчик использует XPS (Xilinx Platform Studio) для создания и конфигурирования аппаратной спецификации встроенной системы (процессорное ядро, управление памятью, интерфейсы ввода/вывода и проч.). По ней XPS генерирует синтезируемое описание на уровне регистровых передач (RTL — register transfer level, на языке VHDL или Verilog), и создает набор скриптов для автоматического создания битового описания (из RTL в bitsream-файл). Для ядра MicroBlaze EDK генерирует зашифрованное описание (не читаемое человеком), но исходники на VHDL могут быть приобретены у Xilinx.

SDK служит для создания программной части системы. Как и GNU toolchain, SDK позволяет писать, компилировать и отлаживать программы на C/C++. Имеется специальный симулятор — ISS (Instruction Set Simulator), благодаря которому можно либо тестировать программу в режиме симуляции, либо используя подходящую плату с установленным FPGA, на реальной системе.

Пользователи XPS становятся обладателями «пожизненной» лицензии на MicroBlaze, без необходимости внесения периодических лицензионных платежей.

Альтернативный компилятор и инструмент разработки для MicroBlaze был представлен компанией Altium, но он тоже требует установки EDK и получения лицензии.


 Просмотр этого шаблона Процессорные архитектуры на базе RISC-технологий

Altera Nios II • AMD 29000 • Apollo PRISM • Analog Devices Blackfin • ARM • Atmel (AVR • AVR32) • Cambridge Consultants XAP • DEC Alpha • DLX • PA-RISC • Intel i960 • M32R • LatticeMico32 • Microchip PIC • MIPS • Motorola 88000 • OpenRISC • POWER • PowerPC • SPARC • SuperH • Xilinx (MicroBlaze • PicoBlaze) • XMOS XCore

Ссылки


Wikimedia Foundation. 2010.

Игры ⚽ Поможем сделать НИР

Полезное


Смотреть что такое "MicroBlaze" в других словарях:

  • MicroBlaze — Designer Xilinx Bits 32 bit Version 8.20 Design RISC Encoding Fixed Endianness Big/Little …   Wikipedia

  • MicroBlaze — Le MicroBlaze est un cœur de processeur softcore 32 bits de la société Xilinx. Il est conçu pour être implémenté sur les FPGA de ce fabricant. Le code source de MicroBlaze est fermé[1]. Sommaire 1 Architecture 1.1 Ar …   Wikipédia en Français

  • MicroBlaze — ist ein in FPGAs der Firma Xilinx verwendbarer Mikrocontroller. Dieser Mikrocontroller existiert als Besonderheit nicht als physische Hardware, sondern ist nur als in Hardwarebeschreibungssprachen wie VHDL und Verilog verfasster Softcore… …   Deutsch Wikipedia

  • Microblaze — Le MicroBlaze est un cœur de processeur softcore 32 bits de la société Xilinx. Il est conçu pour être implémenté sur les FPGA de ce fabricant. Le code source de MicroBlaze est fermé[1]. Sommaire 1 Architecture 1.1 Architec …   Wikipédia en Français

  • Processeur softcore — Un processeur softcore est un processeur (CPU) implémenté sur un système reprogrammable comme un FPGA. On parle alors de système sur puce programmable (System on Programmable Chip ou SoPC). Sommaire 1 Présentation 2 Liste de processeurs softcore… …   Wikipédia en Français

  • Nios II — For School level education board in India, see National Institute of Open Schooling. Nios II Designer Altera Bits 32 bit Design RISC Endianness Little Open No …   Wikipedia

  • Soft-микропроцессор — Необходимо проверить качество перевода и привести статью в соответствие со стилистическими правилами Википедии. Вы можете помочь улучшить эту стать …   Википедия

  • OpenFire Soft Processor — The OpenFire soft processor is an open source Verilog implementation of the Xilinx MicroBlaze processor. Like the MicroBlaze, the OpenFire is a 32 bit RISC processor based on the DLX architecture by Hennessy and Patterson. The OpenFire was… …   Wikipedia

  • Liste des systèmes d'exploitation temps réel — Cette liste des systèmes d exploitation temps réel présente les systèmes d exploitation temps réel. Un RTOS est un système d exploitation pour les applications embarquées et temps réel permettant ainsi de garantir les contraintes et de fournir… …   Wikipédia en Français

  • Nios II — это 32 разрядная микропроцессорная архитектура для встраиваемых приложений (Soft микропроцессор), разработанная специально для ПЛИС фирмы Altera. Nios II является развитием архитектуры Nios и находит применение в различных встраиваемых… …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
… Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»