文档介绍：FPGA应用基于FPGA的嵌入式开发技术嵌入式系统概述?以计算机技术为基础的专用应用系统,软、硬件可剪裁?CPU/DSP为核心硬件?硬件固定,软件可灵活配置?基于FPGA的嵌入式系统?软硬件协同设计、工作?硬件可编程?SOPC(片上可编程系统)FPGA嵌入式系统分类?状态机模式:可以无外设、无总线结构、无实时操作系统(RTOS),低成本?VGA、LCD控制?单片机模式:包括一定的外设,可以利用实时操作系统和总线结构,中等成本?控制,仪表?定制嵌入模式:高度集成的外设,实时操作系统和总线结构,高性能?网络、无线通信?采用90nm工艺后,FPGA器件:?处理能力更强?成本降低、功耗少?具备SOC规模和动态编程能力?取代小批量ASIC和处理器FPGA嵌入式系统前景?3类RISC处理器为核心?PicoBlaze:8位软核,支持汇编,程序驻留FPGA的块RAM?MicroBlaze:32位软核,包含32个32位通用寄存器和一个可选的32位移位寄存器,时钟达150MIPS?PowerPC:32位PowerPC405硬核,程序级兼容PowerPC的嵌入式架构?流行内核:?MicroBlaze和PowerPC?ALtera公司:?Nios,NiosIIXilinx公司嵌入式解决方案?总体特征:?32位微处理器?CoreConnect外设总线?支持CoreConnect总线的标准外设集合?最精简的和占用400个Slice片内微处理器软核MicroBlazeMicroBlaze体系结构?RISC架构:精简指令系统?哈佛结构:数据、指令32位双总线(指令和数据总线)?3级流水线?32个通用寄存器:R0~R31?特殊寄存器:PC(程序计数器),处理器状态寄存器(MSR)?ALU,Shift,两级中断响应单元,3/5级流水线,桶形Shift?内存管理/内存保护单元,浮点单元(FPU),高速缓存,异常调试和调试逻辑?目前版本MicroBlaze ?通用寄存器:32个32位通用寄存器R0~R31MicroBlaze编程模型如MB配置为支持硬件异常,装载硬件异常的返回地址,否则作通用寄存器使用R17存储跳转的返回地址R16位通用寄存器R15存储中断的返回地址R14一般通用寄存器R1~R13,R18~R31任何对R0的写操作都被忽略R0功能描述寄存器名?特殊寄存器?程序计数器(PC)?机器状态寄存器(MSR):处理器控制和状态位?指令集:32位指令,分A、B两种类型,大致功能可分为逻辑运算、算术运算、分支、存储器读/写、特殊指令等几类?A型:两个源寄存器,一个目的寄存器,完成寄存器到寄存器的数据运算?B型:一个源寄存器,一个目的寄存器和一个16位立即数,完成寄存器和立即数之间的数据运算MicroBlaze编程模型