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如何進行cpu+fpga的異構開發

把軟設計提升壹個水平

要超越FPGA膠合邏輯應用需要更廣闊的視野,包括充分利用可編程器件,把盡可能多的硬件引入到軟領域中。這包括引入處理器功能本身,今天,FPGA內的軟處理器正越來越多地轉變成嵌入式平臺。從根本上說,改用帶FPGA的軟處理器會帶來結構靈活性、板卡尺寸更小、更簡單的優點。但深層次的應用會帶來更吸引人的優點。

當利用了FPGA的可編程特性獲得處理器頂層的抽象層時,就為嵌入式開發人員打開了無限可能,——不僅在軟件中實現抽象級設計,而且在硬件中也實現了。試想這樣壹個系統:處理器通過可配置硬件(本質上是壹個硬件包裹)與其內存和外設連接——這就抽象了處理器的接口。簡單地對FPGA重新編程就改變了硬件包裹,系統設計師可以輕易地改變處理器內核,甚至在硬的或軟的處理器之間轉換,無需修改其他系統硬件。從系統的角度來看,所有處理器都是相似的,這就簡化了硬件設計流程。當然,把這延伸到應用軟件領域也需要可以在處理器之間提供C級別兼容性的編譯器。

這種系統的優點是不需要“事先”對處理器做出選擇。系統可能是使用某種處理器開發的,但是開發階段發現需要更高的性能,又采用了更快的器件。由於包裹層的原因,處理器可以是軟的、硬的、甚至是FPGA內部的硬件處理器內核,而不會影響周圍的硬件,因為轉換層僅僅創建出連接外設的標準接口。實際上外設器件本身的連接可以相同方式抽象。在這個方案中,FPGA為嵌入式系統的所有部件提供通用的連接性,而有效地成為系統互連結構。換言之,它有效地成為標準接口“骨幹”,硬件和軟件都可以輕松與處理器和外設交流。

最後,在處理器之上引入透明的包裹層會創建出基於FPGA的開發環境,提供真正的處理器獨立性。軟件和硬件開發速度都提高了,處理器選擇可以放到設計流程的後期進行,有效的軟件/硬件協同設計成為可能。

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