近年来,嵌入式技术发展迅速,嵌入式应用已经深入到金融、航空航天、电信、网络、工业控制、信息家电等各个领域。嵌入式系统已经无所不在,与人们的日常生活息息相关。嵌入式系统以微处理器为核心,以计算机技术为基础,其主要特征是实时性强。针对嵌入式处理器的应用,Xilinx公司推出了IBMPowerPC405和MicroBlaze两种32位的嵌入式处理器内核,IBMPowerPC405是嵌入在现场可编程门阵列(filedprogrammablegatearray,FPGA)中的硬核处
近年来,嵌入式技术发展迅速,嵌入式应用已经深入到金融、航空航天、电信、网络、工业控制、信息家电等各个领域。嵌入式系统已经无所不在,与人们的日常生活息息相关。嵌入式系统以微处理器为核心,以计算机技术为基础,其主要特征是实时性强。针对嵌入式处理器的应用,Xilinx公司推出了IBM PowerPC 405和MicroBlaze两种32位的嵌入式处理器内核,IBMPowerPC 405是嵌入在现场可编程门阵列(filedprogrammable gate array,FPGA)中的硬核处理器,而MicroBlaze是采用哈佛(Harvard)总线结构的软核处理器,可在可编程器件中进行配置,具有更好的灵活性,适合复杂嵌入式系统的开发。
1 MicroBlaze23软内核内部结构
MicroBlaze软内核是一种针对Xilinx FPGA器件而优化的功能强火的32位微处理器,适用于所有现产的FPGA器件。MicroBlaze软内核和其它外设IP核一起,可以完成可编程系统芯片(SOPC)的设计。MicroBlaze软内核采用RISC(reduced instruction system computer)架构和哈佛(Harvard)结构的32位指令和数据总线,内部有32个通用寄存器R0~R31和2个特殊寄存器程序指针(PC)和处理器状态寄存器(MSR)。MicroBlaze还具有指令和数据缓存,所有的指令长度都是32位,有3个操作数和两种寻址模式,指令功能划分有逻辑运算,算术运算,分支,存储器读/写和特殊指令等,指令执行的流水线是并行流水线,它分为3级流水线:取指,译码和执行。MicroBlaze软内核结构如图1所示。