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作者：特權(quán)同學(xué) 軟核雖然很靈活，也很便利，但是畢竟在FPGA中有很多受限之處。性價(jià)比低是其一，性能上也不敢與同等水平的處理器相媲美。因此，各大FPGA制造商在繼續(xù)降低晶圓工藝的同時(shí)，紛紛找來合作伙伴力求在嵌入硬核方面有所作為。曾經(jīng)鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)的ARM聯(lián)手xilinx、INTEL聯(lián)手altera……只不過，這些都不是咱們這群芯片級(jí)小嘍啰們正真關(guān)心的。管他什么Cortex-M0又 MIPS的，我們所關(guān)心的是到底哪個(gè)架構(gòu)最實(shí)用最便利，還要“物廉價(jià)美”。 這種內(nèi)嵌硬核的FPGA其實(shí)就是單片系統(tǒng)解決方案的最終歸宿，但是話說回來，到底FPGA中潛入了什么樣的硬核才算是真正的SOPC？altera一直在主推他們的軟核，從號(hào)稱全世界最通用的處理器NIOS II到目前正在炒作的MP32處理器；Xilinx也有軟核MicroBlaze針鋒相對(duì)，此外很早就有潛入IBM硬核PowerPC，現(xiàn)在又推出功能強(qiáng)大的Zynq-7000 可擴(kuò)展式處理平臺(tái)。但是，這些都能夠滿足大家的需求嗎？基本上很難。在中低端應(yīng)用上，北京政府力挺的國(guó)產(chǎn)FPGA京微雅格也適時(shí)的推出了自己的原創(chuàng)作品 Astro系列CSOC也曾讓特權(quán)同學(xué)眼前一亮，雖然內(nèi)嵌的51也能夠跑到100M，只可惜其0.13us的工藝制程決定了FPGA邏輯難有大作為。 
圖1 NIOS II架構(gòu)
圖2 Zynq-7000架構(gòu)
圖3 Astro架構(gòu) 其實(shí)，單從靈活性上來看，NIOS II絕對(duì)占上風(fēng)，只可惜從某些方面比他還是拼不過硬核。性能是一方面，如果不外擴(kuò)存儲(chǔ)器，則非常受限于所應(yīng)用器件的片內(nèi)存儲(chǔ)器資源。而后面二者，靈活性是有，缺什么外設(shè)直接用邏輯搭出來往總線上掛，但問題也和通用的MCU一樣，集成那么些外設(shè)在大多數(shù)時(shí)候是有些浪費(fèi)了，也許集成10個(gè)外設(shè)充其量只用了3、 5個(gè)，那么剩下的就是多余的，當(dāng)今節(jié)約型社會(huì)這叫“浪費(fèi)”。 因此，特權(quán)同學(xué)期望的架構(gòu)如圖4所示。不需要太豐富的外設(shè)，畢竟FPGA內(nèi)嵌硬核的最大利好就是靈活性，因此我們勢(shì)必可以將所謂的靈活性發(fā)揮到極致。也許這個(gè)架構(gòu)簡(jiǎn)單到只要一個(gè)能夠跑軟件的“裸核”和必須的調(diào)試接口即可，其他所有的外設(shè)（包括最小系統(tǒng)運(yùn)行必須的存儲(chǔ)器接口等姑且都稱作外設(shè)）都根據(jù)客戶的需求自主架構(gòu)。說白了，其實(shí)這成了一個(gè)“CPU+FPGA”的架構(gòu)了，哈哈，這只是個(gè)人的一廂情愿，也許只是個(gè)人覺得這樣的架構(gòu)最適合目前手中的一攬子項(xiàng)目。歡迎大家一起探討……
圖4 更實(shí)用的架構(gòu) |
