FPGA嵌入式开发：仿真库与微处理器选择

本文主要探讨了FPGA在嵌入式开发中的关键角色，以及与之相关的编译仿真库和软件工具。Xilinx库和EDK库作为重要的开发资源，为FPGA嵌入式系统的构建提供了基础。XPS-Simulation中的Compile Simulation Libraries用于确保模型能够顺利运行，其中特别提到了需要确保modelsim.ini文件具有读写权限。 嵌入式系统通常基于FPGA，这种技术结合了专用应用系统的灵活性和硬件的定制性。它们的核心硬件包括CPU或DSP，软件可以根据需求进行剪裁。FPGA嵌入式系统有多种类别，如状态机模式（适用于低成本、无外设的简单应用）、单片机模式（带有更多外设和实时操作系统的中等成本方案）和定制嵌入模式（高度集成且性能卓越，适用于网络和无线通信等领域）。 随着90nm工艺的发展，FPGA器件的性能显著提升，如处理能力增强、成本降低和功耗减少，这使得它们能在一定程度上替代小批量ASIC和处理器。RISC处理器如PicoBlaze、MicroBlaze（Xilinx的软核，提供8位和32位版本，支持高速运算）和PowerPC（硬件级兼容）在FPGA嵌入式系统中占据主导地位。 Xilinx公司提供的嵌入式解决方案强调了32位微处理器、CoreConnect外设总线和标准化外设集，如低资源消耗的MicroBlaze微处理器。MicroBlaze体系结构采用了RISC架构和哈佛结构，具备3级流水线、32个通用寄存器、内存管理单元和高级调试功能。编程模型中，寄存器R0有特殊用途，而其他通用寄存器则用于数据处理。 总结来说，本文深入剖析了FPGA在嵌入式开发中的应用，涵盖了从库资源管理、系统分类到软硬件协同设计的具体细节，展示了如何通过MicroBlaze等软核实现高效、灵活的嵌入式系统设计。随着技术进步，FPGA将继续在嵌入式领域扮演重要角色，推动着系统的性能和成本效益的平衡。