MicroBlaze 处理器 FPU

MicroBlaze™ 软处理器现在为工业控制和汽车领域中的浮点密集型嵌入式应用提供了集成浮点单元（FPU）选项。FPU 处理单精度浮点运算，并且是 IEEE-754 兼容的。其集成度确保了高性能、短时延和小型化设计。由于 MicroBlaze FPU 是 MicroBlaze 核的可配置部分，所以如果不需要该选项，它就不会占用 FPGA 中的空间。

MicroBlaze FPU 得到了包含在嵌入式开发套件（EDK）中的 Xilinx Platform Studio™ 工具套件的全面支持。GNU 编译器通过将浮点执行从软件库移到硬件上来自动利用 FPU。无需修改您的源代码。带有 FPU 的 MicroBlaze 软处理器核获准成为 EDK 的一部分。

• MicroBlaze v7 核的可选特性
• 操作：加法、减法、乘法、除法和比较（最佳情况）
  • 4个周期用于执行加法、减法和乘法运算
  • 28个周期用于执行除法运算
  • 1个周期用于执行比较运算
• IEEE-754 格式 32 位浮点数包括无穷大、非数字和有符号零
• 在 200 MHz 的频率下，MicroBlaze v7 在 Virtex™-5 上可以实现 50 MFLOPS 的最高性能
• 速度比软件浮点的约高 40 倍
• 小型化设计重用了整数寄存器文件
  • 降低了成本
  • 无浮点数据的上下文保存/恢复开销
• 可配置特性
• 浮点异常支持
  • 非法操作
  • 除零
  • 上溢
  • 下溢
  • 非正规操作数
• FPU 指令是 ISA 的一部分，用于实现无缝工具支持
• 为实现低成本和高性能而进行了优化

一般应用

• 工业控制
• 汽车
• 办公自动化

FPU 性能
下表说明了 MicroBlaze 利用 FPU 及其相应领域所能实现的最高浮点性能。目标系统包括 GPIO 和 FPU 模块。从片上存储器开始执行。

FPU 性能 Vs 软件

图1

浮点性能的相对速度。

高出软件浮点执行的倍数取决于应用。这些是带有/不带 FPU 时的相对数值。