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Xilinx 社のマイクロプロセッサまとめ2(MicroBlaze)

Xilinx 社のマイクロプロセッサまとめ1(PicoBlaze, MicroBlaze MCS)”の続きです。

”ハードウェア開発、CPUアーキテクチャ Advent Calendar 2016”の11日目の記事として書きます。

MicroBlaze
次のXilinx社のマイクロプロセッサはMicroBlaze です。最近はZynq のARM プロセッサばかりでMicroBlaze はあまり使っていませんでした。ですが、MicroBlaze はXilinx社の32ビットのソフトコアのマイクロプロセッサの代表格です。(MicroBlaze プロセッサ リファレン ガイド 2016.1 UG984 (v2016.1) 2016 年 4 月 6 日参照)
いろいろなコンフィギュレーションがあって、性能重視には5段パイプライン、エリア重視には3段パイプラインと使え分けられます。
MicroBlaze の基本機能です。(MicroBlaze プロセッサ リファレン ガイド 2016.1 UG984 (v2016.1) 2016 年 4 月 6 日から引用)

・32 個の 32 ビッ ト 汎用レジス タ
・オペランド 3 つと アドレス指定モード 2 つを含む 32 ビッ ト 命令ワード
・デフォルトでは、32ビットのアドレスバス
・シングル・パイプライン


ブロック図を引用します。(MicroBlaze プロセッサ リファレン ガイド 2016.1 UG984 (v2016.1) 2016 年 4 月 6 日6 ページの図 2‐1 : MicroBlaze コアのブロック図を引用)
Xilinx_Micon_9_161210.png

それでは実際にMicroBlazeを使ったプロジェクトを作ってみましょう。
Vivado 2016.3 を使用して、ZedBoardのボードの定義ファイルを使ってやってみました。
IP Integrator のブロックデザインを作成しました。
ブロックデザイン上でAdd IP をして、 microで検索して、MicroBlaze を選択しました。
Xilinx_Micon_10_161210.png

MicroBlaze のIP がインスタンスされました。
Xilinx_Micon_11_161210.png

MicroBlaze をダブルクリックして設定を見てみよう。
Select implementation optimization は、PERFORMANCE とAREA, FREQUENCY に設定することができる。
Xilinx_Micon_12_161210.png

Xilinx_Micon_14_161210.png

Select Configuration は下の図に示す設定があります。
Xilinx_Micon_13_161210.png

Next > ボタンをクリックするとGeneral 設定画面が表示されます。
ここでは、バレルシフタを使うか?や浮動小数点演算器を使うか?整数掛け算器、整数割り算器、などなどの設定を行うことができます。
Xilinx_Micon_15_161210.png

次がDebug 設定画面です。
デバック・モジュールの設定ができるようです。
Xilinx_Micon_17_161210.png

次がBus の設定画面です。
AXI バスの設定などがあります。ストリームのインターフェースも指定できるようです。
Xilinx_Micon_18_161210.png

これで設定画面を終了させます。
Run Block Automation のリンクをクリックすると、Run Block Automation ダイアログが表示されます。
ここではメモリを 32KB にしてOK ボタンをクリックしました。
Xilinx_Micon_19_161210.png

MicroBlaze の周辺回路がインスタンスされて、配線されました。
Xilinx_Micon_20_161210.png

axi_gpio を Add IP してみましょう。
Xilinx_Micon_21_161210.png

Run Connection Automation をクリックして配線を行いました。
Xilinx_Micon_22_161210.png

アドレスマップです。
Xilinx_Micon_23_161210.png

これでブロックデザインは終了なので、セーブします。
次に、Source ウインドウのブロックデザインを右クリックして、Create HDL Wapper... を選択して、トップのVerilog HDLファイルを生成します。
Xilinx_Micon_24_161210.png

論理合成、インプリメントを行ってから、ハードウェアをエクスポートし、SDKを立ち上げました。
SDK のFile メニューからNew を選択し、Application Project を選択します。
Application Project ダイアログで、Project name をtest にし、Next > ボタンをクリックします。
次のTemplates ダイアログで、Peripheral Tests を選んで、周辺デバイス・テストのサンプルデザインを選択し、Finish ボタンをクリックします。そうすると、test プロジェクトがビルドされます。
Xilinx_Micon_25_161210.png

これを起動すると、MicroBlaze を使うことができると思います。
  1. 2016年12月11日 03:48 |
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