UPGRADE YOUR BROWSER

We have detected your current browser version is not the latest one. Xilinx.com uses the latest web technologies to bring you the best online experience possible. Please upgrade to a Xilinx.com supported browser:Chrome, Firefox, Internet Explorer 11, Safari. Thank you!

的页面

MicroBlaze 软核处理器

MicroBlaze™ 是 Xilinx 嵌入式产品系列的重要组件。MicroBlaze 是功能齐全的、更少指令集的 FPGA 优化型 32 位计算机 (RISC) 软处理器,可充分满足各种应用需求,如工业、医疗、汽车、消费类以及通信基础设施市场等。MicroBlaze 是一款高度可配置的易用型处理器,可在 FPGA 以及全可编程 (AP) SoC 产品系列中使用。它免费配套提供 Vivado® 设计与系统版以及 Vivado Webpack 版。此外,它还可作为原有 IDS 嵌入式版本的一部分提供,用于 Spartan®-6 和 Virtex®-6 等较早的 FPGA 器件系列。

MicroBlaze 是高度可配置的 IP 核,支持 70 多种配置选项。一些重要的配置选项为指令/数据高速缓存、浮点单元和存储器管理单元等。用户可使用高度灵活的可配置内核,实现几乎任何处理器使用案例,从极小型状态机或微控制器到运行 Linux 的高性能计算密集型微处理器系统,无所不能。该 IP 既可配置为在三级管线模式下工作(针对尺寸进行优化),也可配置为在五级管线模式下工作(针对速度进行优化),因而可提供比其它任何 FPGA 软处理解决方案更快的 DMIP 性能。

MicroBlaze 性能指标:基于 Vivado 2017.1

器件 性能优化的 MicroBlaze 支持分支优化 性能优化的 MicroBlaze 面积优化的 MicroBlaze 包含分支优化的频分优化 MicroBlaze
  (5-级流水线) (5-级流水线) (3-级流水线) (8-级流水线)
  1.45 DMIPs/MHz 1.34 DMIPs/MHz 1.07 DMIPs/MHZ 1.07 DMIPs/MHz
  Fmax DMIPs Fmax DMIPs Fmax DMIPs Fmax DMIPs
Virtex-7 (-3) 244 354 341 457 290
310 304 325
Kintex-7 (-3)
236 342 339 454
293
314 294 315
Artix-7 (-3) 181 262 229 307 216 231 197 211
Kintex UltraScale (-3) 309
448 384 515
367 393 350 375
Virtex UltraScale (-3) 299
434 371 497
360 385 345 369
Kintex UltraScale+ (-3) 410
595 530 710 495 530 483 517
Virtex UltraScale+ (-3) 421 610
560 750
511
547
490 524
Zynq UltraScale+ (-3) 425
616
547
733
514
550
471 504
Spartan-7 (-2) 157 228 200 268 183 196 169 181

注: 因为 Zynq-7000 器件,Zynq-7000 AP SoC 的性能值和 Artix-7 及 Kintex-7 一样。

简化您的生活——MicroBlaze 配置向导!

对于高度可配置的 MicroBlaze 处理器,Xilinx 提供配置向导工具实现易用性。该工具可为用户提供预定义的快速配置选项。用户无需从 70 多种选项进行配置,可根据使用案例选择预定义选项。下表是各种预定义选项以及典型使用案例说明。

预定义配置 简要描述
最小的面积 尽可能最小的 MicroBlaze 内核、无高速缓存、无调试
最大性能 大缓存、调试和执行单元
最大频率 可实现的最大频率小型高速缓存、无调试,提供几个执行单元
支持 MMU 的 Linux 适用于获得高性能的设置(在运行支持存储器管理单元 (MMU) 的 Linux 时)。支持存储器管理、大型高速缓存与调试以及所有执行单元
支持 MMU 的低端 Linux 与 MicroBlaze 嵌入式参考系统相对应的设置。可为低端系统上的 Linux 开发提供适当的设置。支持存储器管理,小型高速缓存与调试
典型值 合理平衡性能、面积与频率的设置。适用于独立程序与低开销内核。支持高速缓存与调试

用户可以选择两步配置流程:第一步选择表 1 中列出的预定义配置;第二步调整几个所选的配置选项,使其适合实际使用案例。

  • 3 级或 5 级管线支持
  • 支持原生 AXI-4
  • 支持 AXI 一致性扩展 (ACE)
  • 高速缓存行字长:4、8 或 16
  • 面积与速度优化型配置选项
  • 支持存储器管理单元
  • 支持低时延中断模式
  • 容错性,其中包括纠错码 (ECC) 和锁步支持
  • MPU 模式,可以实现安全 RTOS 应用的区域保护
  • 指令和数据高速缓存
    • 高速缓存量可配置:2kB - 64kB(基于模块 RAM)
  • 本地存储器总线 (LMB) 指令和数据端接口。
  • 硬件桶形移位器
  • 硬件乘法器和除法器
  • 多达 16 个 AXI 数据流接口
  • 浮点单元(单精度、与 IEEE 754 兼容)
  • 处理器版本寄存器
  • 浮动的基矢量
  • 支持睡眠模式与睡眠指令
  • 扩展的调试支持:性能监控、性能跟踪、非侵入式分析

了解更多详情

MicroBlaze 是完整 Xilinx 嵌入式解决方案不可分割的一部份。可通过 Vivado 集成设计环境和早期 ISE Embedded Edition 获得。对于软件开发,它可作为软件开发套件的一部分获得支持;对于硬件设计,MicroBlaze 和 Xilinx IP 系列相结合,可配合 Vivado IP 集成器使用。