ARM＋FPGA最新重大進(jìn)展！賽靈思ARM聯(lián)手開拓嵌入式應(yīng)用新藍(lán)海

就像行走江湖的武林俠客都夢想有一把神兵利器一樣，耕耘于電子產(chǎn)業(yè)的工程師們也希望有一種強(qiáng)大器件可以實(shí)現(xiàn)自己諸多的設(shè)計(jì)夢想，現(xiàn)在，這個(gè)器件終于要誕生了，近日，賽靈思和ARM聯(lián)合發(fā)布了基于28nm工藝的全新的可擴(kuò)展式處理平臺(tái) (Extensible Processing Platform) 架構(gòu)，這款基于雙核ARM? Cortex?-A9 MPCore? 處理器平臺(tái)可以讓開發(fā)人員同時(shí)擁有串行和并行處理能力！它可為各種嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)人員提供強(qiáng)大的系統(tǒng)性能、靈活性和集成度。

　　“與以往在FPGA中嵌入處理器內(nèi)核最大的不同是，以往嵌入的內(nèi)核都是依FPGA為主以處理器為輔，這次是以處理器為主FPGA為輔?！痹谠撈脚_(tái)全球發(fā)布會(huì)上，賽靈思全球市場營銷與業(yè)務(wù)開發(fā)高級副總裁 Vin Ratford 特別強(qiáng)調(diào)，“這個(gè)平臺(tái)加電后后先運(yùn)行的是ARM系統(tǒng)，Cortex?-A9 內(nèi)核通過ARM和賽靈思聯(lián)合開發(fā)的AMBA AXI-4總線與FPGA通信，由FPGA完成各種處理功能。”如下圖所示

圖1 可擴(kuò)展處理平臺(tái)架構(gòu)

可擴(kuò)展處理平臺(tái)的優(yōu)勢

　　這樣做的好處非常明顯－－FPGA實(shí)際上變成了ARM處理器的硬件加速器！FPGA成為一個(gè)“協(xié)處理器”－－由FPGA來分擔(dān)或加速大量代碼或復(fù)雜算法的處理工作，從而提高處理器和系統(tǒng)效率。得益于FPGA的硬件處理能力，設(shè)計(jì)人員通過在 FPGA 架構(gòu)中執(zhí)行函數(shù)，可將函數(shù)性能提升 100 倍！

　　另外的優(yōu)勢就是通過這樣的聯(lián)手，F(xiàn)PGA開發(fā)者可以直接享用ARM生態(tài)系統(tǒng)的成果，賽靈思亞太區(qū)市場及應(yīng)用總監(jiān)張宇清指出：“目前全球嵌入式應(yīng)用中，基于ARM架構(gòu)的應(yīng)用占了70％以上的份額，而且ARM公司在生態(tài)系統(tǒng)開發(fā)上非常成功，有大量現(xiàn)成的設(shè)計(jì)可以利用。只要符合ARM AMBA AXI-4總線規(guī)則的IP都可以用在這個(gè)平臺(tái)上。 ”

　　他表示，開發(fā)人員可以利用Xilinx Platform Studio (XPS) 工具套件開發(fā)并調(diào)試器件的可編程邏輯部分，并幫助硬件設(shè)計(jì)人員創(chuàng)建和實(shí)施AMBA? 支持的 IP 模塊，從而擴(kuò)展處理器系統(tǒng)性能，這就是賽靈思所說的“可插接IP (Socketable IP)”，也是推動(dòng)賽靈思與 ARM 合作定義 AXI4 互聯(lián)協(xié)議 AMBA 4 規(guī)范的關(guān)鍵因素。

圖2 發(fā)布會(huì)現(xiàn)場

　　由于這個(gè)平臺(tái)以ARM處理器為核心，所以這個(gè)平臺(tái)的開發(fā)實(shí)際上以軟件為核心，這樣就把FPGA變?yōu)橐粋€(gè)軟件化的產(chǎn)品，開發(fā)者不用考慮FPGA的硬件架構(gòu)就可以完成開發(fā)，這種設(shè)計(jì)方法提供完整的處理器系統(tǒng)，包括高速緩存、存儲(chǔ)控制器以及常用的連接和 IO 外設(shè)，并能在開機(jī)時(shí)啟動(dòng)并運(yùn)行各種不同的操作系統(tǒng) ，如 Linux、風(fēng)河系統(tǒng)公司（Wind River） 的 VxWorks、 Micrium 的 uC-OSII 等。

　　“你可以把它當(dāng)成一個(gè)帶有可編程硬件加速器ASSP！”張宇清表示，“為了方便工程師的開發(fā)，賽靈思已經(jīng)與 “C 語言到 FPGA” 編譯器流程的重點(diǎn)廠商合作，共同工程師開發(fā)為嵌入式軟件和系統(tǒng)開發(fā)人員提供用 C 語言方便構(gòu)建處理器函數(shù)的方式，并將其移植到可編程邏輯擴(kuò)展模塊（通過 C 語言到 FPGA 綜合）。目前國內(nèi)廠商可以用AutoESL公司的工具?！?/P>

圖3 可擴(kuò)展平臺(tái)支持軟硬件同時(shí)協(xié)同開發(fā)大大提升開發(fā)效率

圖4 目前BDIT等機(jī)構(gòu)對C to FPGA語言工具的評估