MicroBlaze™ 核属于32位 RISC Harvard 架构软处理器核,具有丰富的、针对嵌入式应用进行了优化的指令集。借助于 MicroBlaze 软处理器解决方案,您就可以灵活地选择外设、存储器和接口特性组合,从而能够利用单个 FPGA 以最低的成本为您提供您需要的系统。由于它是可重配置的,所以能够帮助您加快产品面市步伐和延长其市场寿命。
MicroBlaze 具有70多个配置选项,能够实现从超小型微控制器直到运行 Linux 操作系统的高性能嵌入式计算机的一切。实现这种灵活性的原因在于两种版本的 MicroBlaze:针对面积进行了优化的3流水线级 MicroBlaze 和针对性能进行了优化的5流水线级 MicroBlaze。如果您希望实现尽可能小的占位面积,请使用3流水线级版本;如果您希望实现最高性能,请使用5流水线级版本。
| MicroBlaze 处理器 v7.2 的性能水平 | |||
|---|---|---|---|
| 架构 | 性能 | 最大时钟频率 | 最高 Dhrystone 2.1 性能 |
| 5-级流水线 | 1.19 DMIPs/MHz | 235 MHx(Virtex®-5 FXT 内) | 280 DMIPS |
| 3-级流水线 | 0.95 DMIPs/MHz | 106 MHz(Spartan®-3A DSP 内) | 100 DMIPS |
| * 3级流水线和5级流水线版 MicroBlaze 均在 EDK 支持的所有 Virtex 和 Spartan 器件内运行。 | |||
MicroBlaze 软处理器提供了集成式浮点单元(FPU)选项。 工业控制、汽车和科学应用通常需要浮点数学。IEEE-754 兼容 FPU 直接连至 MicroBlaze 指令执行流水线,从而保证了高性能、低延迟和压缩化设计。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 得到了嵌入式开发套件(EDK)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。
工业应用(如工业控制、汽车、科学、军事和航天)通常需要浮点加速功能。
| MicroBlaze 处理器 v7.2 FPU:单精度 | |||
|---|---|---|---|
| FPGA | 尺寸 | 最大时钟频率 | 最大浮点吞吐量 |
| Virtex-5 | <1650 LUT(850 FPU + 800 MB) | 200 MHz | 50 MFLOPS |
下表说明了 MicroBlaze 利用 FPU 及其相应区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。

用于实现浮点性能的相对速度
软件浮点执行的速度增加取决于应用。这些是带有/不带 FPU 时的相对数值。
这是新的开始,并且即使是最简单的嵌入式系统通常也需要以太网连接功能。Xilinx FPGA 提供了各种可以轻松地与 MicroBlaze 一起使用的以太网 IP,并且还能实现如下结果。
| 125 MHz MicroBlaze / 125 MHz MPMC / ML505 开发板上的 125 MHz PLB46 系统 | |||
|---|---|---|---|
| 包位数(字节) | 10Mb 链路(Mbps) | 100Mb 链路(Mbps) |
1000Mb 链路(Mbps) |
| 64 | 7.619 | 76.19 | 761.9 |
| 128 | 8.611 | 86.11 | 861.1 |
| 512 | 9.624 | 96.24 | 962.4 |
| 1518 | 9.870 | 98.70 | 987.0 |
| 9000 | 9.978 | 99.78 | 997.8 |
| XAPP 1041 的结果:参考系统:面向 MicroBlaze 和 PowerPC 处理器的 XPS LL 三态以太网 MAC 嵌入式系统 | |||
各种面向 MicroBlaze 的 IP 核为您构建嵌入式系统提供了无与伦比的灵活性。但是 MicroBlaze 本身是高度可配置的,所以能够为您进行平台设计提供又一层的灵活性。借助于70多种可配置特性,您能够选择您正好需要的系统来实现任何性能或密度目标。
处理器版本寄存器
MicroBlaze 只是 Xilinx 完整的嵌入式解决方案的一部分。 了解 Platform Studio、用于构建嵌入式系统的设计环境、软件开发套件、与嵌入式开发套件一起提供的所有 IP 和在 MicroBlaze 基础上不断发展壮大的第三方 Ecosystem 方面的更多信息,敬请登录处理器中心。