基于MicroBlaze与自定义JPEG_LS的FPGA双核SOPC设计与应用

本文主要探讨了基于双软核的SOPC (可编程片上系统) 的体系结构设计及其在实际应用中的创新方法。作者戴鑫和程永强来自太原理工大学信息工程学院，他们提出了一个利用FPGA (现场可编程门阵列) 实现的SOPC方案。这个设计的核心是内嵌了一个32位微处理器软核MicroBlaze，这是由Xilinx提供的官方微处理器解决方案。此外，他们还利用了EDK (嵌入式开发工具包) 的丰富IP核资源，包括但不限于可重用的硬件组件。 在硬件层面，系统采用基于总线的体系结构，集成了大容量存储设备的控制接口，以及针对特定应用的外部设备和输入输出接口。这种设计旨在提供高度集成的系统，同时保持低功耗和良好的可靠性，使其性能与ASIC相当，但具备更低的一次性投资成本和更短的设计周期。 随着嵌入式系统对复杂功能需求的提升，单处理器的局限性变得明显，因此转向了多处理器的协同工作。本文作者针对这一趋势，设计了一种基于FPGA的双处理器SOPC，其中MicroBlaze负责主要的处理任务，而作者自主研发的JPEG_LS编码器IP核则提供专门的图像处理能力。整个系统通过Xilinx的Spartan开发板进行构建，这展示了在实际应用中如何有效地整合不同硬件组件和软核，以创建高效能的嵌入式系统。 本文的研究重点在于创新的SOPC架构设计，结合了高性能的软核微处理器和自定义的专用IP核，以适应不断增长的嵌入式系统复杂性和多功能需求，同时强调了FPGA在实现此类系统中的灵活性和优势。通过这种方式，系统能够在保持高性能的同时，降低硬件成本和设计复杂度，对于未来SOPC的发展具有重要的参考价值。