為FPGA軟處理器選擇操作系統(tǒng)(08-100)

　　設計者在系統(tǒng)中用什么附加硬件，和如何用附加硬件有更多的靈活性，這可以從軟件的角度來觀察，如圖3所示。

　　一個鍵盤掃描器或許可以作為RTOS任務來執(zhí)行，也作為硬件通過Linux任務來訪問。事實上，用硬件實現(xiàn)的鍵盤掃描器在系統(tǒng)中是隱藏的，因為它被包裝在一個任務中。其優(yōu)點是大大減少了對操作系統(tǒng)的中斷。輕松地權衡添加硬件或者使用軟件為系統(tǒng)設計師帶來了一種新的靈活性。

　　圖3 從軟件角度觀察相同的便攜式媒體播放器

　　與FPGA相關的操作系統(tǒng)選擇

　　基于FPGA的應用引入了一個將時間緊迫任務用硬件實現(xiàn)的重要方法，使選擇操作系統(tǒng)在時間約束方面得到緩解，參見圖4。這張圖顯示了本文中討論過的各種選擇的響應范圍。因為它是可編程邏輯，FPGA為設計者提供了精細的增量控制執(zhí)行。因為它是硬件，它對實時事件的響應極快。如圖所示，該響應可用于擴大服務范圍，甚至更大的操作系統(tǒng)。

　　圖4 響應范圍

　　結論

　　用可編程邏輯的SoC平臺的設計，如FPGA芯片里的LatticeMico32，給系統(tǒng)設計師提供了難得的機會，因為他們可以選擇自己喜歡的硬件支持和輕載功能。這使得系統(tǒng)設計師通過轉移軟件到FPGA中執(zhí)行數(shù)據(jù)路徑，來滿足時間上的限制。這一做法改變了對操作系統(tǒng)的標準選擇判據(jù)，使得在實時操作系統(tǒng)和通用操作系統(tǒng)解決方案之間有更靈活的選擇。雖然商業(yè)實時操作系統(tǒng)在確定中斷響應方面仍然有其優(yōu)勢，但通過使用FPGA中實現(xiàn)的減負引擎后，通用操作系統(tǒng)的解決方案(如Linux )可能成為適合于較大的應用領域。“軟實時”的解決方案，如RT Linux或Xenomai，這時就顯得不那么理想了，因為使用減負引擎可以提供更好的響應而沒有額外的工程費用。

　　無論選擇了RTOS操作系統(tǒng)，還是基于Linux的解決方案用于基于FPGA的設計，開發(fā)者需要強有力的合作伙伴支持他們。萊迪思半導體公司的合作伙伴有Micrium ，該公司擁有μC/OS-II許可證和其他的嵌入式軟件組件，還有Theobroma Systems，該公司在LatticeMico32平臺上為μClinux(微控制器的Linux )提供咨詢，培訓和專業(yè)服務。