第五代MicroBlaze内核在第五代Virtex FPGA器件中实现
我们一直在谈论流水线架构,现在我们来看一下FPGA构造的影响。与前一代Virtex系列产品相比,采用65nm工艺的Virtex-5(采用6输入LUT结构),功耗可降低约35%,工作频率提高约30%。MUX密度提高了一倍,LUT RAM密度是原来的4倍,同时还拥有了更多灵活的逻辑模块。
嵌入式处理内核如此重要,以至最新的FPGA芯片必须考虑到其架构需要。因此,利用Virtex-5 FPGA可以达到较高的性能和尺寸指标。例如,如果不选择任何MicroBlaze选项,在Virtex-5 XC5VLX30-3 器件中实现MicroBlaze 5.0,只需要800个LUT,Fmax达220 MHz。与此相比,在Virtex-4 XC4VLX40-12器件中则需要使用1,110个4输入LUT,Fmax达170 MHz。
系统部分包括MicroBlaze内核和32-Kb缓存、UART、定时器、中断控制器、存储控制器、以及三个不同的以太网控制器配置之一。
图 3.使用MicroBlaze 5.0内核和一些改进后网络外设的网络系统性能
结论
MicroBlaze 5.0集更高的性能和灵活性于一身。FPGA构造、微架构和处理器子系统创新,这一切共同提高了MicroBlaze的性能水平。与前一版MicroBlaze 相比,嵌入式处理器的CPI性能提高了25%,DMIPS性能提高45%,FPU峰值性能提高了50%。
由于提供了更多的处理器选项和处理器类型供选择,因此灵活性进一步提高。现在有两种版本的MicroBlaze软处理器内核可供选择:传统的低成本三级流水线MicroBlaze v4.0内核和新的针对性能而优化的五级流水线MicroBlaze 5.0内核。两个版本的内核都得到EDK开发套件的支持。EDK套件包括了Platform Studio IDE、Platform Studio Software开发套件、板支持套件、硬件/软件IP库、处理器以及其它工具。MicroBlaze内核没有沉没工程成本(NRE),不需要许可和使用费用。