嵌入式解決方案營(yíng)銷

高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理

jay.gould@xilinx.com

Jim Burnham

Xilinx, Inc.

嵌入式處理部

嵌入式產(chǎn)品營(yíng)銷

jim.burnham@xilinx.com

從頭構(gòu)建復(fù)雜的實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)既耗時(shí)，效率又低。如果硬件、軟件、固件、RTOS(實(shí)時(shí)操作系統(tǒng))集成和軟件驅(qū)動(dòng)器均為全新產(chǎn)品，其功能和可靠性未經(jīng)實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證，有誰愿意花功夫去調(diào)試它們呢?工程師在設(shè)計(jì)和調(diào)試過程中喜歡把變量分離出來，一個(gè)個(gè)地進(jìn)行修改，但對(duì)您而言，要想迅速取得進(jìn)展，所使用的組件一開始就必須得心應(yīng)手——正所謂“工欲善其事，必先利其器”。從工程安排上講，從布線到返回頭一塊原型板通常需要好幾周的時(shí)間，在此期間軟件和固件工程師只能盡力為并不存在的平臺(tái)開發(fā)代碼和驅(qū)動(dòng)器。

假如利用現(xiàn)成組件構(gòu)建一個(gè)臨時(shí)的初始系統(tǒng)，情況也好不了多少，因?yàn)槟仨氁迅鱾€(gè)系統(tǒng)部件組合在一起，而這些部件很可能來自不同的供應(yīng)商。您可能會(huì)問：我該查自己的系統(tǒng)呢，還是供應(yīng)商的組件有問題?這樣做行嗎?會(huì)不會(huì)很昂貴?

現(xiàn)在，這一切都不用擔(dān)心了，因?yàn)榛陟`活、可編程平臺(tái)的嵌入式開發(fā)套件已經(jīng)登場(chǎng)，它不僅性能全面，而且價(jià)格低廉。這一開發(fā)套件可不同于那些只有小小的內(nèi)存、無法真刀真槍完成實(shí)際設(shè)計(jì)工作的“玩具”，也有別于那些過分針對(duì)某個(gè)特定行業(yè)，致使其功能無法遷移或擴(kuò)展到您自己應(yīng)用中的工具。現(xiàn)在，僅用略高于一個(gè)高端 MP3 播放器及其配件的價(jià)格，您就可以買到一套完全捆綁好的套件，包括硬件、軟件、JTAG 探針、通信電纜和預(yù)先經(jīng)過驗(yàn)證的一些參考設(shè)計(jì)。此套件支持真正嵌入式處理的開發(fā)，且兼容多種類型的實(shí)際應(yīng)用，包含為構(gòu)建快速、靈活的嵌入式處理系統(tǒng)而需要的一切要素。

智能工具、IP 和專為功能豐富的硬件開發(fā)板(或評(píng)估板、參考板或演示板)編寫的參考設(shè)計(jì)，能縮短嵌入式開發(fā)的周期。有了一套性能良好的集成開發(fā)套件，您就可以完全專注于自己的實(shí)際應(yīng)用，而無需費(fèi)神尋找因焊接不當(dāng)、白線斷裂或軟件驅(qū)動(dòng)程序與規(guī)格所要求的 IP 外設(shè)不相符而帶來的問題。對(duì)于軟件/固件團(tuán)隊(duì)來說，有沒有一個(gè)穩(wěn)定的硬件環(huán)境大不一樣——如果擁有這樣一個(gè)環(huán)境，他們就可以在首次提交定制硬件板之前，早早動(dòng)手編寫代碼，并對(duì)其進(jìn)行測(cè)試和調(diào)試。賽靈思MicroBlaze 開發(fā)套件(Spartan-3E 1600E 版)具有平臺(tái)所有的靈活性、集成度高，而且價(jià)格低廉(圖 1)。

軟處理和可定制IP 的優(yōu)點(diǎn)

為盡可能地滿足項(xiàng)目要求，工程師需要多種選項(xiàng)及靈活性。通過可編程平臺(tái)和創(chuàng)新型工具，您可以手動(dòng)設(shè)置嵌入式設(shè)計(jì)的功能、面積、費(fèi)用和性能，使其達(dá)到最佳狀態(tài)。在把定制的硬件從商店買回家之前，您可以對(duì)靈活的軟處理器核進(jìn)行實(shí)例化、定制 IP、優(yōu)化硬件的性能，還可在一個(gè)開發(fā)板上對(duì)您的軟件進(jìn)行驗(yàn)證。

FPGA 處理系統(tǒng)的本質(zhì)就決定了它是可編程、可重新設(shè)置和現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)的。因此，它們具備的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)可幫助您的產(chǎn)品更快打入市場(chǎng)，并具有更長(zhǎng)而且可更新的生命周期。

Spartan 系列 FPGA 支持 32 位 RISC MicroBlaze 軟處理器。因?yàn)樵撥浱幚砥飨衿渌?IP 外設(shè)一樣由 FPGA 元件構(gòu)建而成，所以可以隨意將其實(shí)例化。為充分利用低價(jià)位的 Spartan 應(yīng)用，賽靈思對(duì) MicroBlaze 軟處理器核進(jìn)行了優(yōu)化，以達(dá)到在盡可能小面積上實(shí)現(xiàn)最佳效果。由于這種MicroBlaze 軟處理解決方案的靈活性，您可以在設(shè)計(jì)周期中隨時(shí)對(duì)更新、更改、或整個(gè)新處理器核進(jìn)行實(shí)例化。如果硬件和軟件錯(cuò)誤都可以改正，已有功能可以增強(qiáng)，新的功能可以添加，甚至在完成部署后還能增加對(duì)新標(biāo)準(zhǔn)的支持，那么您可以想象一下，產(chǎn)品的壽命會(huì)有多么長(zhǎng)!

IP 外設(shè)也是軟性的，在面積要求較高的情況下，可對(duì)其進(jìn)行編輯，替代核的某些功能。與分離式處理解決方案不同的是，您可以針對(duì)具體應(yīng)用選擇最優(yōu)組合，從方案中剔除不需要的額外器件單元。在這樣一個(gè)軟性、可編程的處理系統(tǒng)中，可以通過幾種微調(diào)方法來提高性能。此 MicroBlaze Spartan 套件使您可以盡情發(fā)揮協(xié)處理的長(zhǎng)處，探索加快設(shè)計(jì)的多種方法，而不僅僅是在撥快時(shí)鐘上做文章，因?yàn)閾芸鞎r(shí)鐘的好處是有限的。與在單個(gè)處理器核上序列運(yùn)行的純軟件應(yīng)用相比，在高性能 FPGA 硬件中加入引擎一般來說總能收到改進(jìn)系統(tǒng)性能之效。用多處理器、插入式浮點(diǎn)單元 (FPU) 或硬件指令做實(shí)驗(yàn)，可能會(huì)對(duì)您的應(yīng)用大有裨益。利用可編程平臺(tái)，您可以就 MicroBlaze 處理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)而不花分文，因?yàn)槟槐匕炎约核┧涝诔醪郊埫嬉?guī)格書上所提供的那些孤立的解決方案上。

集成部件，出盒即用

賽靈思MicroBlaze 開發(fā)套件(Spartan-3E 1600E 版)為嵌入式開發(fā)集成了完整的環(huán)境。該套件支持一大批不同的 MicroBlaze 軟處理，并包括：

來自合作伙伴 Digilent 的 Spartan 3E 1600E 開發(fā)板

ISE(集成軟件環(huán)境)FPGA 工具

榮獲大獎(jiǎng)的 Platform Studio 嵌入式工具套件 (XPS)

MicroBlaze 軟處理器許可(無需單元版稅)

JTAG 探測(cè)器、以太網(wǎng)和串行電纜

ChipScope Pro 分析器(評(píng)估版)

參考設(shè)計(jì)