基于SoPC的FPGA集成嵌入式系统设计.docx
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1、基于SoPC的FPGA集成嵌入式系统设计可编程片上系统(SoPC)是在可编程逻辑器件的基础上发展起来的一种灵活、高效的嵌入式系统设计解决方案,系统设计者可以从传统的板级系统设计转换到皿级系统设计,将系统设计中所需要的各个功能单元以IP(Inte11ectua1ProDerty)的形式集成到FPGA中,实现集成度更高的嵌入式系统。Virtex-4系列FPGA是由Xi1inx公司推出的包含多个面向特定领域平台的FPGA汽员,各个系列的FPGA通过对嵌入式处理器、高性能DSP功能单元、增强时钟管理、存储器、并行和串行I/O、混合信号以及其它功能模块等的优化组合使其可以满足特定领域的应用需求。Virt
2、ex-4系列的三个平台分别是:针对逻辑应用的VirteX-41X,针对超高性能信号处理的Virte-4SX,针对嵌入式处理和高速串行连接的VirteX-4FXo其中VirteX-4FX系列FPGA主要是为复杂系统应用提供优化,特别是网络、存储、电信和嵌入式应用中的高速串行连接和嵌入式处理,在其配套的EDK环境中还为系统设计者提供丰富的总线、时钟、外设、JTAG口等IP资源,使设计者能够方便的搭建自己的嵌入式系统。1 Virtex-4FX系列FPGA介绍Virtex-4FX系列FPGA芯片内至少包含一个PowerPC405处理器核,其功能结构如图1所示,该处理器核为32位哈佛结构的RISC硬核,
3、最高工作频率为400MHz0P。WerPC405处理器包括以下功能单元:(1)5级数据通道流水线,包括取指、译码、执行、写回、装入写回5级流水段;(2)一个虚拟内存管理单元(MMU),支持可变页面大小和写保护、控制访问选项;(3)独立的指令CaChe和数据CaChe;(4)支持调试和跟踪,包含一个JTAG接旦;(5)三个可编程计时器。另外,PowerPC405硬核还具有如下特点:(1)支持硬件乘法和除法;(2)32个32位通用寄存器;(3)16KB两路组相联方式指令缓存(set-associative);(4)16KB两路组相联方式数据缓存、写回/写直达;(5)实现PoWerPC用户指令集架构
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- 基于 SoPC FPGA 集成 嵌入式 系统 设计
