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          KCPSM6 PicoBlaze的原理與應(yīng)用

          作者: 時間:2013-04-23 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          引言
          8位嵌入式處理器是Xilinx公司為Virtex、Spartan系列FPGA和CoolRunner—II系列CPLD設(shè)計的嵌入式處理器軟核。針對不同的器件,Xilinx公司共推出了3個版本的,包括KCPSM3(目標器件為Spartan 3、Virtex II、Virtex II PRO、Virtex 4和Virtex 5)CPLD版(目標器件為CoolRunner—II)和最新推出的(目標器件為Spartan 6、Virtex 6和7系列FPGA)。針對Spartan 6、Virtex 6和7系列FPGA進行了特殊優(yōu)化,增加了一些新特性,在開發(fā)和調(diào)試方法上也與KCPSM3有所不同。本文分析對比了其異同,對在開發(fā)調(diào)試中的注意事項進行總結(jié),并在Avnet Spartan 6 MicroBoard上進行了實例驗證。

          1 KCPSM6 的體系結(jié)構(gòu)
          KCPSM6 PicoBlaze(以下簡稱KCPSM6)8位嵌入式處理器是Xilinx公司為Spartan 6、Virtex 6和7系列FPGA設(shè)計的嵌入式處理器軟核,它具有效率高、占用資源少等優(yōu)點,可以方便地嵌入到硬件系統(tǒng)設(shè)計中,實現(xiàn)與其他功能模塊的無縫連接。它僅占用26個Slice和1個BRAM,占XC6SLX4器件4.3%的資源、XC6SLX150T器件不到0.11%的資源。KCPSM6嵌入式處理器具有高達52~120 MIPS的指令執(zhí)行速度,具體速度取決于所選用的FPGA所屬系列和器件速度等級。
          KCPSM6微處理器主要由以下幾個單元組成:
          ◆兩組16個8位通用寄存器;
          ◆最高支持4 KB的程序存儲單元;
          ◆8位算術(shù)邏輯單元,帶有CARRY和ZERO標志位;
          ◆64、128或256字節(jié)內(nèi)部暫存RAM;
          ◆256個輸入和256個輸出端口,方便擴展;
          ◆中斷控制單元;
          ◆休眠模式,進一步降低系統(tǒng)功耗。
          KCPSM6嵌入式處理器的框圖如圖1所示。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/148050.htm

          a.JPG


          KCPSM6新增的特性和功能總結(jié)如下:
          (1)新增引腳
          sleep引腳。當sleep引腳電平由低變高時,KCPSM6在執(zhí)行完最后一條已讀取指令后,進入休眠模式,以降低系統(tǒng)功耗。若將sleep引腳一直置低電平,則KCPSM6一直處于正常工作狀態(tài)。
          K_write_strobe為常量輸出觸發(fā)信號,與OUTPUTK指令配合使用,可用一條指令即可完成向輸出端口輸出常量值,而無需寄存器的干預(yù)。
          bram_enable為程序存儲單元BRAM使能信號,可進一步降低系統(tǒng)功耗。
          Address[11:10]為程序存儲單元高位地址線,最大支持4 KB程序存儲。


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