ฉันมีประสบการณ์ จำกัด กับ FPGA (เครื่องมือ Altera - ใช้เฉพาะเครื่องมือออกแบบภาพ)
ฉันกำลังวางแผนสำหรับโครงการใหม่ที่ฉันต้องการ FPGA และฉันจะได้รับประโยชน์มากมายจาก linux จริงที่ทำงานบนบอร์ดเดียวกัน (ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการสื่อสาร TCP รวมถึง DSP บางตัว)
คำถามของฉันคือมี FPGA แนะนำที่มีลินุกซ์ฝังตัวที่รองรับเตรียมไว้หรือไม่ ไม่มีไดรเวอร์แฟนซี (แค่อีเธอร์เน็ต wifi อาจเป็นบวก ... ) ฉันคิดว่าจะมีตัวควบคุมขนาดเล็กติดตั้งใน FPGA (ซึ่งหมายความว่ามันจะกิน FPGA จำนวนมากและฉันต้องการ FPGA ที่ใหญ่กว่า)
คำตอบ:
ตัวประมวลผล RISC แบบหนังสือขนาด 32 บิตที่มีความสามารถในการเรียกใช้ linux รุ่นที่ไม่มี mmu ไม่จำเป็นต้องมีขนาดใหญ่ - ทรัพยากรจริงที่คุณต้องการคือ RAM มากกว่า (10s ของเมกะไบต์) มากกว่า FPGA ใด ๆ ดังนั้นคุณจึง อาจจะต้องการ SDRAM บนบอร์ดและคอนโทรลเลอร์สำหรับ FPGA
ถ้าคุณต้องการอะไรมากกว่าระดับเล็กน้อยคุณอาจต้องการแกนกลางที่มีการปรับให้เหมาะสม (pipelining ฯลฯ ) และนั่นเริ่มเพิ่มขนาดให้บ้าง การเพิ่ม mmu แบบเต็มจะทำให้การจัดสรรหน่วยความจำ (ใหม่) มีประสิทธิภาพมากขึ้นและเปิดใช้งานลักษณะการทำงานของ copy-on-fork () ปกติ
ผู้ค้า FPGA รายใหญ่ทั้งสองรายมีแกนประมวลผลนุ่มพร้อมลินุกซ์พอร์ต - Microblaze สำหรับ Xilinx, Nios II สำหรับ Altera คุณควรอ่านเอกสารของพวกเขาเพื่อดูคำแนะนำแพลตฟอร์มเฉพาะเนื่องจากแน่นอนว่าเป็นเป้าหมายที่เคลื่อนที่ตามกาลเวลา การออกแบบคอร์ของบุคคลที่สามอาจจะค่อนข้างใหญ่กว่าสำหรับประสิทธิภาพที่คล้ายกันถ้ามันถูกเขียนด้วยวิธีพกพาได้มากกว่าและไม่ได้รับการปรับแต่งให้เหมาะสมสำหรับตระกูล FPGA ที่กำหนด
ในอดีตมีการใช้ชิปรวมทั้งตัวประมวลผลหลักอย่างหนัก (มักเป็น powerpc) กับภูมิภาคของโครงสร้างผ้า FPGA ตัวเลือกอื่นในการดูคือโปรเซสเซอร์ที่แยกต่างหาก (น่าจะเป็น ARM) บนบอร์ดเดียวกับ FPGA
การตัดสินใจจำนวนมากจะขึ้นอยู่กับว่าคุณต้องการเชื่อมโยงโปรเซสเซอร์และ FPGA อย่างไร หากคุณสามารถลดปัญหาในการตั้งค่าการลงทะเบียนและสตรีมข้อมูลมันอาจจะเป็นแบบโมดูลาร์เหมือนกับการแขวนบอร์ด FPGA ที่มีชิป USB ที่รวดเร็วออกจากพอร์ตโฮสต์ USB ของบอร์ดลินุกซ์ฝังตัวเช่น BeagleBoard หรือ RasberryPi สำหรับการรวมที่เข้มงวดมากขึ้นคุณอาจต้องการ FPGA บนบอร์ดเดียวกันและนั่งอยู่บนบัสภายนอกของโปรเซสเซอร์ หรือสำหรับอัตราการส่งข้อมูลที่ต่ำมันเป็นเรื่องสำคัญที่จะติดตั้ง SPI register interface ใน FPGA และอินเตอร์เฟส UART นั้นทำได้ไม่ยากนัก
ท้ายที่สุดมีคำถามว่าคุณต้องการระบบปฏิบัติการแบบเต็มรูปแบบเช่น linux หรือหากสแต็ก TCP ขนาด "micro-controller ขนาด" มากขึ้นจะช่วยแก้ปัญหาของคุณในขณะที่ต้องการหน่วยความจำน้อยลง
Microblaze ของ Xilinx รัน Linux ได้ดีสมมติว่ามันเร็วพอสำหรับจุดประสงค์ของคุณ - มันจะทำ MIPS สูงถึง 10 เท่าในอุปกรณ์ราคาถูกกว่า 100-200 MIPS ในครอบครัวที่มีราคาแพง
Xilinx มีrepo คอมไพล์หรือมีการแจกแจงเฉพาะ Xilinx ไม่กี่ ความยืดหยุ่นของ FPGA อาจเป็นความเจ็บปวดเล็กน้อยและเป็นประโยชน์เช่นเดียวกับแผนที่หน่วยความจำของคุณและการแมป IRQ หรือแม้กระทั่งสิ่งที่มีอยู่ใน perpiherals สามารถเปลี่ยนแปลงได้ในระหว่างการพัฒนาโครงการ
Petalinuxมีสคริปต์เพื่อจัดการสิ่งนี้และอัปเดตบิตของเคอร์เนล config ที่มีความสำคัญตามการออกแบบระบบล่าสุดและยิ่งใหญ่ที่สุดของคุณ
สาย Virtex ของ Xilinx มีรุ่น FPGA พร้อมฮาร์ดคอร์ PowerPC มันค่อนข้างง่ายที่จะให้ลีนุกซ์ทำงานบน PowerPC นักเรียนของฉันทำมันสำหรับโครงการออกแบบระดับสูงหลายแห่ง พวกเขายังมีเนื้อผ้าที่สามารถกำหนดค่าได้มากมายสำหรับการออกแบบฮาร์ดแวร์ของคุณ
Virtex2 Pro คณะกรรมการประเมินผลเป็นเรื่องธรรมดามากในโครงการวิจัยการศึกษาและวิชาการ เนื่องจาก Xilinx ได้ลดการสนับสนุนชิปรุ่นนี้ในเครื่องมือล่าสุดของพวกเขาคุณสามารถเลือกซื้อได้อย่างถูกวิธี ฉันเชื่อว่ารองรับเวอร์ชัน 9.x หรือมากกว่านั้น อืมมม เมื่อหลายปีก่อนดังนั้นบางทีฉันอาจเป็นคนคิดถึง ฉันยังคงผ่านกระดานเหล่านี้ไปยังนักเรียนที่สนใจเพื่อให้พวกเขาทำอะไรก็ได้ที่พวกเขาต้องการกับพวกเขา
SmartFusion ของ Actel รวม FPGA เข้ากับคอร์ Cortex-M3 ARM แบบ hard-IP และเอ็นจิ้นแอนะล็อกขั้นสูงในอุปกรณ์ชิปตัวเดียว
uClinux ทำงานได้ค่อนข้างดีบนแกน Cortex-M3 ของ SmartFusion ตรวจสอบเว็บไซต์นี้สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม
คุณอาจมองเข้าไปในบรรทัด Zynq-7000 ใหม่ของ Xilinx ซึ่งรวมโปรเซสเซอร์ ARM กับ Artix-7 หรือ Kintex-7 Xilinx อ้างว่าพวกเขาจะจัดส่งปริมาณการผลิตในช่วงครึ่งหลังของปี 2012
ผู้ขายรายอื่นอาจมีผลิตภัณฑ์ที่คล้ายกัน ฉันไม่รู้ว่า Xilinx จะให้การสนับสนุน Zynq กับ ISE WebPack ฟรีหรือไม่ ตอนนี้พวกเขาอ้างว่าคุณต้องการ ISE Embedded Edition