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Altera基于MIPS軟式核心處理器的FPGA的五問五答

信息來源 : 網(wǎng)絡(luò) | 發(fā)布時(shí)間 : 2019-08-14 09:52 | 瀏覽次數(shù) : 417

Q1: 日前Altera與MIPS推出業(yè)界第一款的軟式核心處理器的FPGA,請(qǐng)談?wù)劥艘划a(chǎn)品對(duì)于處理器IP與FPGA產(chǎn)業(yè)的意義為何?

A1:SoC FPGA時(shí)代已經(jīng)來臨。在經(jīng)濟(jì)(更高的研發(fā)成本)、技術(shù)(過渡到并行和多內(nèi)核處理,以及FPGA向前沿新工藝技術(shù)的發(fā)展)和市場(chǎng)(CPU體系結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一,以及FPGA在嵌入式系統(tǒng)中日益廣泛的應(yīng)用等)等重要因素的推動(dòng)下,這些器件達(dá)到了關(guān)鍵點(diǎn)。最新推出的MP32是業(yè)界的第一款100% MIPS2.0體系結(jié)構(gòu)兼容軟核處理器,它針對(duì)Altera FPGA進(jìn)行了優(yōu)化。MP32處理器采用了MIPS軟件和工具輔助系統(tǒng),支持用戶使用WindRiver VxWorks實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和Wind River工作臺(tái)軟件開發(fā)套裝。我們相信,這可以幫助用戶利用豐富的軟件和工具M(jìn)IPS輔助系統(tǒng),以及Altera的嵌入式知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)內(nèi)核以及Qsys系統(tǒng)集成流程,定制開發(fā)其嵌入式系統(tǒng)。MP32還加速了高度集成的低成本、低功耗MIPS定制嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)。Altera在嵌入式系統(tǒng)上進(jìn)行了多年的創(chuàng)新投入后,已經(jīng)啟動(dòng)了“嵌入式計(jì)劃”,目的是建立一個(gè)基于一種FPGA設(shè)計(jì)流程方法的多家供應(yīng)商、多CPU體系結(jié)構(gòu)SoC FPGA平臺(tái)。FPGA設(shè)計(jì)流程方法可以用作多種SoC FPGA的基礎(chǔ),以及使用軟核CPU和其它軟核IP的SoC解決方案。可以從Altera獲得ARM A9 (硬核)、ARMM1 (軟核)、MIPS (軟核)、Freescale (軟核)和Nios II (軟核) CPU,而Atom E6X5C可配置處理器由Intel提供。這種集成方法在一種FPGA體系結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)流程中統(tǒng)一了三種主要的CPU體系結(jié)構(gòu)以及最流行的基于FPGA的軟核CPU。這種方法實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)效應(yīng),促進(jìn)了這一平臺(tái)以及支持CPU及其輔助支撐系統(tǒng)的增長(zhǎng)和發(fā)展。
Q2: 由于Altera在產(chǎn)品藍(lán)圖規(guī)劃上,各自具備ARM與MIPS的處理器核心,請(qǐng)談?wù)勥@兩者的差異性為何?A2:基于ARM的硬核嵌入式ARM處理器與MP32等軟核處理器的不同是多方面的:相對(duì)于要使用的FPGA器件,軟核實(shí)現(xiàn)方法是最靈活的。以MP32和Nios II為例,用戶根據(jù)最終系統(tǒng)的性能和資源需求,在FPGA器件中選擇使用這類嵌入式處理器,這些FPGA包括我們的低成本Cyclone FPGA,以及高性能Stratix器件等。而且,如果需要進(jìn)一步增強(qiáng)處理能力,只要邏輯密度支持,用戶可以在FPGA或者HardCopy ASIC器件中盡可能多的置入軟核處理器。Altera SoC FPGA體系結(jié)構(gòu)在ARM-Cortex A9子系統(tǒng)中將含有多種硬核IP,以及高性能多端口存儲(chǔ)器控制器,以提高存儲(chǔ)器帶寬。FPGA和CPU子系統(tǒng)之間的寬帶低延時(shí)互聯(lián)將支持高性能應(yīng)用和高效的FPGA硬件加速。高級(jí)內(nèi)部交換架構(gòu)將支持高效的數(shù)據(jù)吞吐量,以及高效能在系統(tǒng)觀察和調(diào)試。
Q3: 此次軟式核心的FPGA的推出,預(yù)計(jì)何時(shí)量產(chǎn)?會(huì)被先應(yīng)用在何種應(yīng)用市場(chǎng)?A3:MP32是可以下載的軟核處理器,現(xiàn)在能夠進(jìn)行評(píng)估,并可以購買,由我們的合作伙伴System Level Solutions有限公司(SLS)進(jìn)行代理。關(guān)于MP32處理器及其詳細(xì)規(guī)范的更多信息,請(qǐng)?jiān)L問SLS網(wǎng)站:http://www.slscorp.com/pages/mp32.php。醫(yī)療成像和通信市場(chǎng)的前沿企業(yè)目前已經(jīng)開始大批量采用MP32。MP32處理器實(shí)際上有廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域,例如,用戶發(fā)現(xiàn)集成傳統(tǒng)MIPS微處理器和FPGA有很大的優(yōu)勢(shì):a) 產(chǎn)品更迅速面市——MP32處理器繼承了多種IP內(nèi)核的優(yōu)勢(shì),支持嵌入式處理、協(xié)議、存儲(chǔ)器控制以及包括視頻、DSP和網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的應(yīng)用。用戶確實(shí)可以充分發(fā)揮整個(gè)MIPS輔助系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。而且,用戶可以輕松的重復(fù)使用自己的IP,這節(jié)省了開發(fā)定制應(yīng)用的時(shí)間,減少了這方面的投入。b) 系統(tǒng)集成效率——我們的設(shè)計(jì)流程基于Qsys系統(tǒng)集成工具,最新版Quartus II設(shè)計(jì)軟件提供這一工具。Qsys自動(dòng)生成互聯(lián)邏輯,連接IP功能和子系統(tǒng)。采用MP32,用戶可以利用大量的MIPS輔助系統(tǒng),使用自己熟悉的工具,進(jìn)一步縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間!c) 提高系統(tǒng)性能——MP32是軟核處理器,因此,用戶可以盡可能多的使用MP32處理器,只要能夠在所選擇的FPGA器件中置入它們既可,每個(gè)處理器完成專用功能。通過使用多個(gè)處理器,您進(jìn)一步提高了性能。現(xiàn)在,MP32針對(duì)我們的FPGA進(jìn)行了優(yōu)化。d) 充分利用已有的軟件投入——MP32處理器與MIPS 2.0體系結(jié)構(gòu)100%兼容,因此,在用戶的定制應(yīng)用中,用戶可以重新使用為自己的MIPS處理器編寫的軟件。他們需要做的是為MP32處理器重新編譯代碼。e) 利用VxWorks RTOS支持來縮短軟件開發(fā)時(shí)間——使用Workbench,Wind River為我們的Stratix III開發(fā)套件開發(fā)了電路板支持包。VxWorks提供了很多實(shí)用的軟件和中間件,用戶可以在自己的最終應(yīng)用中重新使用它們。Q4: 此款軟式核心的FPGA推出,有加上Wind River的協(xié)助,請(qǐng)談?wù)勝F公司與Wind River的合作狀況,此外,Altrea也有與英特爾的Atom有所整合,這是否會(huì)有加乘效果,最主要的效益為何?A4:在過去十多年中,我們清楚的認(rèn)識(shí)到CPU體系結(jié)構(gòu)將統(tǒng)一為:ARM、MIPS、PowerPC和x86。這種統(tǒng)一趨勢(shì)的主要原因在于軟件特性和功能重用。對(duì)于用戶,不需要投入大量的時(shí)間和精力在不同的操作系統(tǒng)中重新編寫已有代碼,而是能夠在新設(shè)計(jì)中輕松導(dǎo)入并重新使用這類代碼,這對(duì)于設(shè)計(jì)人員而言是非常重要的。Altera的策略是與軟件和CPU體系結(jié)構(gòu)業(yè)界的領(lǐng)先者合作,為用戶提供最好的產(chǎn)品。
Q5: Altera與Xilinx同時(shí)在28奈米產(chǎn)品線分別導(dǎo)入處理器核心IP,您認(rèn)為未來雙方公司的產(chǎn)品藍(lán)圖是否會(huì)有沖突?還是會(huì)有不同的應(yīng)用區(qū)隔?A5:我們認(rèn)為在這一領(lǐng)域展開競(jìng)爭(zhēng)是好事情,這將為用戶帶來更好的產(chǎn)品和解決方案。雖然我們無法對(duì)公司的未來規(guī)劃和發(fā)展路線做出評(píng)論,但是,對(duì)Altera而言,我們通過一個(gè)FPGA設(shè)計(jì)流程支持多款業(yè)界最好的嵌入式處理器,包括:Altera: Nios II處理器采用世界上最通用的嵌入式處理器——Nios II,在您應(yīng)用中完美的結(jié)合外設(shè)、存儲(chǔ)器接口和硬件加速器。其豐富的功能在您的定制芯片系統(tǒng)(SoC)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了前所未有的實(shí)時(shí)控制。
ARM: Cortex-M1ARM Cortex-M1處理器滿足了Altera FPGA應(yīng)用的高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)處理器體系結(jié)構(gòu)需求,幫助您為每一工程選擇最佳實(shí)現(xiàn)方法。Freescale: V1 ColdFire
小封裝V1 ColdFire內(nèi)核設(shè)計(jì)用于入門級(jí)32位應(yīng)用。它提高了系統(tǒng)利用率,降低了功耗,性能是8位MCU的十倍以上。Intel: E6xxIntel Atom處理器E6x5C系列具有在多芯片封裝中含有Intel Atom處理器E6xx系列以及Altera FPGA的優(yōu)勢(shì)。這樣,您能夠更靈活的采用專用I/O,突出您的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì),迅速適應(yīng)需求的變化。
MIPS: MP32MP32處理器是支持流行的VxWorks操作系統(tǒng)的業(yè)界第一款也是唯一一款100%兼容MIPS的軟核處理器。您可以重新使用軟件代碼和知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)內(nèi)核,還包括您自己的內(nèi)核,流暢的開發(fā)您的定制應(yīng)用,提高性能。通過這些非常全面的方法,我們相信能夠在效能、成本效率、靈活性以及產(chǎn)品及時(shí)面市等方面滿足用戶的多種需求。


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