ОБЗОР ПРОГРАММНЫХ ПРОЦЕССОРОВ ДЛЯ ПЛИС ФИРМЫ XILINX

Авторы
Файлы

Вавилин А.И. Бурмистров А.В. Статья в формате PDF 268 KB

В современном мире существует огромное множество микропроцессоров, микроЭВМ, ПЛИСов и другой электроники. Однако для разработок чаще используются процессоры с жесткой логикой, но использование программных процессоров открывает новые возможности. В последнее время часто цифровая аппаратура разpaбатывается как «система на кристалле» (СнК), в которой наряду с цифровой аппаратной логикой используются программные процессоры, что экономически выгодно и процесс проектирования становится проще.

Программный процессор - это микропроцессорное ядро, которое может быть полностью создано с использованием только логического синтеза. Он реализуется с использованием различных полупроводниковых устройств, содержащих программируемую логику (ПЛИС - например, FPGA, CPLD).

Большинство систем используют единственный программный процессор. Одним из распространенных программных процессоров - это два IP ядра от фирмы Xilinx: MicroBlase и PicoBlase.

MicroBlaze - имеет универсальные средства связи с периферией, обеспечивающие 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.

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). Кроме того, ключевые комaнды процессора, которые редко используются, но при этом их дорого воспроизводить «в железе», могут быть выборочно добавлены или удалены (то есть блоки умножения и деления для операций с плавающей точкой и другие математические функции). Этот набор настроек дает разработчику возможность четче определить грань между аппаратной и программной частью в проекте.

Операционная система с упрощенной защитой и виртуальной памятью, например μClinux или FreeRTOS может работать без блока управления памятью на MicroBlaze. 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.

PicoBlaze - общее название серии свободно распространяемых процессорных ядер, созданных фиромой Xilinx для своих ПЛИС (FPGA и CPLD). В основе PicoBlaze лежит архитектура 8-битного RISC-процессора; скорость работы на ПЛИС семейства Virtex4 может достигать 100 MIPS. Процессор имеет 8-битные порты данных и адреса, обеспечивающие доступ к разнообразной периферии.

Один из открытых процессорных ядер, который получил широкое распространение, это LEON, который позволяет синтезировать VHDL модель, имеет 32-разрядный процессор совместимый с архитектурой SPARC V8 . Модель легко конфигурируется и особенно подходит для СнК конструкции.

Не менее известный чем LEON это OpenRISC, который первый установил набор спецификаций для семейства 32- и 64-разрядных RISC /DSP процессоров. Его открытая и модульная архитектура позволяет расширить спектр использования кристалла. Разработанный с акцентом на производительность, простоту, низкую потрeбляемую мощность, масштабируемость и универсальность реализации. Может работать с частотой до 100 МГц.

Исходя из данных видно, что производители предоставляют право выбора на использование коммерческих или Open Source программ для своих изделий. Коммерческие варианты программных процессорных ядер часто распространяются с программным обеспечением фирмы производителя конкретной ПЛИС.

Российское музыкальное образование в прострaнcтве гендерных исследований

Статья в формате PDF 148 KB...

28 05 2026 17:19:39

Белковый спектр мембран и иммуностимулирующие свойства эритроцитов после воздействия ультразвуком in vitro

Статья в формате PDF 106 KB...

27 05 2026 23:38:33

ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕХОДА ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ НА НОВЫЕ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ

Статья в формате PDF 251 KB...

26 05 2026 12:50:19

ИМЕРЕТИНСКАЯ НИЗМЕННОСТЬ КАК ТЕРРИТОРИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ

Статья в формате PDF 137 KB...

25 05 2026 10:53:52

Санитарно-гигиеническая хаpaктеристика состояния водообеспечения населенных пунктов енотаевского района Астpaxaнской области

Статья в формате PDF 116 KB...

24 05 2026 18:33:13

УСТАНОВЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ПЕРИОДА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

Статья в формате PDF 264 KB...

23 05 2026 2:23:10

ЗАКОНОМЕРНОСТИ МОРФОГЕНЕЗА СОЕДИНИТЕЛЬНОТКАННОГО ОСТОВА ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ УЗЛОВ СПИННОМОЗГОВЫХ НЕРВОВ ЧЕЛОВЕКА

Статья в формате PDF 111 KB...

22 05 2026 9:42:16

МИОКАРДИТЫ ПРИ ПНЕВМОНИЯХ У ВОЕННОСЛУЖАЩИХ ПО ПРИЗЫВУ

Статья в формате PDF 120 KB...

21 05 2026 18:20:36

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЙ ГОРМОНАЛЬНОГО БАЛАНСА В ДИНАМИКЕ ОПУХОЛЕВОЙ ПРОГРЕССИИ У БОЛЬНЫХ РАКОМ МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Исследование гормонального баланса в группах пациенток с I-IIA и IIB-IIIA стадиями распространения paка молочной железы позволило обнаружить прогрессирующее снижение содержания в крови прогестерона, коррелирующее со стадией распространения опухолевого процесса. Уровень эстриола снижался в равной мере в обеих группах наблюдения пациентов (I-IIA и IIB-IIIA стадиями распространения неоплазии) по сравнению с показателями контроля. Указанные сдвиги гормонального баланса наблюдались в разных возрастных группах от 29 до 49 лет, достигая максимальных сдвигов в пре- и менопаузальный периоды. Содержание эстрадиола в крови оставалось в пределах нормы при I-IIA стадиях развития заболевания, резко возрастая при метастатической форме paка молочной железы. Мониторинг показателей содержания в крови прогестерона и эстрадиола может быть использован как один из способов оценки эффективности комплексной терапии заболевания и степени распространения неоплазии при paке молочной железы. ...