最新ARM+FPGA第八次课课件.ppt
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- 关 键 词:
- 最新 ARM FPGA 第八 课件
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1、提 要q1.SOPC概述q2.FPGA的嵌入式处理器q3.SOPC开发工具及开发流程q4.嵌入式系统应用实例u是否需要在FPGA中嵌入处理器?vFPGA适合用于逻辑控制、接口控制、规则数据处理,设计具有复杂算法和逻辑控制系统时,需要结合使用嵌入式处理器v对系统集成度要求较高,将处理器嵌入FPGA能最大限度地提高系统集成度,降低系统设计复杂度,加快上市时间。v对需求变化提供较大的灵活性,在FPGA中嵌入处理器较为合适。FPGA与芯片处理器的结合的优点是无须重做一块新PCB或采用新的处理器就能够对软、硬件进行调试,对变更进行测试。2 FPGA的嵌入式处理器u选择软核处理器还是硬核处理器?v对处理器
2、的性能要求不高(仅要求几个到一两百个DMIPS,采用不多的FPGA资源就可以,则采用嵌入软核处理器是合适的选择。v需要数据、协议处理能力超过300DMIPS,且难以由多个处理器分担,则采用1,100MIPS的高性能PowerPC嵌入硬核处理器较合适。vFPGA中嵌入的处理器应当与FPGA及其所面向的市场、应用需求相匹配。在中低性能FPGA中采用MicroBlaze、Nios/NiosII等软核处理器,在高性能平台FPGA中采用PowerPC高性能硬核处理器。例如采用Spartan3 FPGA中的MicroBlaze软核处理器实现中低复杂度系统控制和低速协议处理,采用Vitex-5 FXT平台F
3、PGA中的PowerPC440实现大批量的数据处理和复杂的高速网络协议处理。2 FPGA的嵌入式处理器u选择通用处理器还是专用处理器?v在性能均等的情况下,采用专用处理器还是通用的ARM、PowerPC处理器,主要取决于对工具包的支持情况和对可移植性的需求。v为有效实现与FPGA逻辑的整合,专用处理器一般需要厂商自己提供的编译、仿真、调试工具。如果集成ARM、PowerPC等通用处理器则可以更多地采用GCC、GDB等通用开发工具。通用处理器也具有更广泛的开发社区支持,具有更丰富、更成熟的资源。v从可移植性的角度,通用处理器也要优于专用软核处理器。以前采用ARM、PowerPC等外置通用处理器的
4、系统设计可以轻松地移植到FPGA内部的嵌入处理器。当采用FPGA的系统设计达到一定量后需转化为ASIC时,通用嵌入处理器也更容易转化,因为大的晶元代工厂一般都有ARM7/9、PowerPC的工艺库。2 FPGA的嵌入式处理器uFPGA中的处理资源的快速增长促进了设计方法学的变化u从新的系统设计观点角度重新考虑嵌入式系统中FPGA与嵌入式处理器的相互关系,可以更好地满足复杂系统对性能、电路设计、功耗、保密性方面的苛刻要求。u将FPGA看作数字系统集成的平台,统一考虑接口、逻辑控制、协处理和系统控制,统一考虑硬件逻辑处理和软件逻辑,统一考虑FPGA中的硬件开发和软件开发,并根据系统需要做出合理的平
5、衡。2 FPGA的嵌入式处理器QUARTUS II+SOPC Builder+Nios II IDE3 SOPC开发工具及开发流程EDK(XPS+SDK)+ISE参考书参考书基于基于EDKEDK的的FPGAFPGA嵌入嵌入式系统开发式系统开发4 嵌入式系统应用实例4.1 基于Altera公司的Excalibur系列芯片的EPXA10开发板4.1.1 Excalibur系列芯片内部结构 4.1.2 ARM-ARM922Tu工作频率最高可达200MHz;u采用5级流水线,指令执行效率更高;u提供1.1MIPS/MHz的哈佛总线结构;u支持32位ARMv4T指令集和16位Thumb扩展指令集;u支持
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