ARMFPGA最新重大进展赛灵思ARM联手开拓嵌入式应用新蓝海

就像行走江湖的武林侠客都梦想有一把神兵利器一样，耕耘于电子产业的工程师们也希望有一种强大器件可以实现自己诸多的设计梦想，现在，这个器件终于要诞生了，近日，赛灵思和ARM联合发布了基于28nm工艺的全新的可扩展式处理平台 (Extensible Processing Platform) 架构，这款基于双核ARM? Cortex?-A9 MPCore? 处理器平台可以让开发人员同时拥有串行和并行处理能力！它可为各种嵌入式系统的开发人员提供强大的系统性能、灵活性和集成度。

“与以往在FPGA中嵌入处理器内核最大的不同是，以往嵌入的内核都是依FPGA为主以处理器为辅，这次是以处理器为主FPGA为辅。”在该平台全球发布会上，赛灵思全球市场营销与业务开发高级副总裁 Vin Ratford 特别强调，“这个平台加电后后先运行的是ARM系统，Cortex?-A9 内核通过ARM和赛灵思联合开发的AMBA AXI-4总线与FPGA通信，由FPGA完成各种处理功能。”如下图所示

图1 可扩展处理平台架构

可扩展处理平台的优势

这样做的好处非常明显－－FPGA实际上变成了ARM处理器的硬件加速器！FPGA成为一个“协处理器”－－由FPGA来分担或加速大量代码或复杂算法的处理工作，从而提高处理器和系统效率。得益于FPGA的硬件处理能力，设计人员通过在 FPGA 架构中执行函数，可将函数性能提升 100 倍！

另外的优势就是通过这样的联手，FPGA开发者可以直接享用ARM生态系统的成果，赛灵思亚太区市场及应用总监张宇清指出：“目前全球嵌入式应用中，基于ARM架构的应用占了70％以上的份额，而且ARM公司在生态系统开发上非常成功，有大量现成的设计可以利用。只要符合ARM AMBA AXI-4总线规则的IP都可以用在这个平台上。 ”

他表示，开发人员可以利用Xilinx Platform Studio (XPS) 工具套件开发并调试器件的可编程逻辑部分，并帮助硬件设计人员创建和实施AMBA? 支持的 IP 模块，从而扩展处理器系统性能，这就是赛灵思所说的“可插接IP (Socketable IP)”，也是推动赛灵思与 ARM 合作定义 AXI4 互联协议 AMBA 4 规范的关键因素。

图2 发布会现场

由于这个平台以ARM处理器为核心，所以这个平台的开发实际上以软件为核心，这样就把FPGA变为一个软件化的产品，开发者不用考虑FPGA的硬件架构就可以完成开发，这种设计方法提供完整的处理器系统，包括高速缓存、存储控制器以及常用的连接和 IO 外设，并能在开机时启动并运行各种不同的操作系统 ，如 Linux、风河系统公司（Wind River） 的 VxWorks、 Micrium 的 uC-OSII 等。

“你可以把它当成一个带有可编程硬件加速器ASSP！”张宇清表示，“为了方便工程师的开发，赛灵思已经与 “C 语言到 FPGA” 编译器流程的重点厂商合作，共同工程师开发为嵌入式软件和系统开发人员提供用 C 语言方便构建处理器函数的方式，并将其移植到可编程逻辑扩展模块（通过 C 语言到 FPGA 综合）。目前国内厂商可以用AutoESL公司的工具。”

图3 可扩展平台支持软硬件同时协同开发大大提升开发效率

图4 目前BDIT等机构对C to FPGA语言工具的评估

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