MicroBlaze软核处理器简介

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MicroBlaze™ 是 Xilinx 嵌入式产品系列的重要组件。MicroBlaze 是功能齐全的、更少指令集的 FPGA 优化型 32 位计算机 (RISC) 软处理器，可充分满足各种应用需求，如工业、医疗、汽车、消费类以及通信基础设施市场等。MicroBlaze 是一款高度可配置的易用型处理器，可在 FPGA 以及全可编程 (AP) SoC 产品系列中使用。它免费配套提供 Vivado® 设计与系统版以及 Vivado Webpack 版。此外，它还可作为原有 IDS 嵌入式版本的一部分提供，用于 Spartan®-6 和 Virtex®-6 等较早的 FPGA 器件系列。

MicroBlaze 是高度可配置的 IP 核，支持 70 多种配置选项。一些重要的配置选项为指令／数据高速缓存、浮点单元和存储器管理单元等。用户可使用高度灵活的可配置内核，实现几乎任何处理器使用案例，从极小型状态机或微控制器到运行 Linux 的高性能计算密集型微处理器系统，无所不能。该 IP 既可配置为在三级管线模式下工作（针对尺寸进行优化），也可配置为在五级管线模式下工作（针对速度进行优化），因而可提供比其它任何 FPGA 软处理解决方案更快的 DMIP 性能。

MicroBlaze 性能指标：基于 Vivado 2017.3

器件	性能优化的 MicroBlaze 支持分支优化		性能优化的 MicroBlaze		面积优化的 MicroBlaze		包含分支优化的频分优化 MicroBlaze
	(5-级流水线)		(5-级流水线)		(3-级流水线)		(8-级流水线)
	1.45 DMIPs/MHz		1.34 DMIPs/MHz		1.07 DMIPs/MHZ		1.07 DMIPs/MHz
	Fmax	DMIPs	Fmax	DMIPs	Fmax	DMIPs	Fmax	DMIPs
Virtex-7 (-3)	244	354	341	457	290	310	304	325
Kintex-7 (-3)	236	342	339	454	293	314	294	315
Artix-7 (-3)	181	262	229	307	216	231	197	211
Kintex UltraScale (-3)	309	448	384	515	367	393	350	375
Virtex UltraScale (-3)	299	434	371	497	360	385	345	369
Kintex UltraScale+ (-3)	410	595	530	710	495	530	483	517
Virtex UltraScale+ (-3)	421	610	560	750	511	547	490	524
Zynq UltraScale+ (-3)	425	616	547	733	514	550	471	504
Spartan-7 (-2)	157	228	200	268	183	196	169	181
Spartan-6 (-2)	111	161	135	181	124	132	120	128

注：因为 Zynq-7000 器件，Zynq-7000 AP SoC 的性能值和 Artix-7 及 Kintex-7 一样。

简化您的生活——MicroBlaze 配置向导！

对于高度可配置的 MicroBlaze 处理器，Xilinx 提供配置向导工具实现易用性。该工具可为用户提供预定义的快速配置选项。用户无需从 70 多种选项进行配置，可根据使用案例选择预定义选项。下表是各种预定义选项以及典型使用案例说明。

预定义配置	简要描述
最小的面积	尽可能最小的 MicroBlaze 内核、无高速缓存、无调试
最大性能	大缓存、调试和执行单元
最大频率	可实现的最大频率小型高速缓存、无调试，提供几个执行单元
支持 MMU 的 Linux	适用于获得高性能的设置（在运行支持存储器管理单元 (MMU) 的 Linux 时）。支持存储器管理、大型高速缓存与调试以及所有执行单元
支持 MMU 的低端 Linux	与 MicroBlaze 嵌入式参考系统相对应的设置。可为低端系统上的 Linux 开发提供适当的设置。支持存储器管理，小型高速缓存与调试
典型值	合理平衡性能、面积与频率的设置。适用于独立程序与低开销内核。支持高速缓存与调试

用户可以选择两步配置流程：第一步选择表 1 中列出的预定义配置；第二步调整几个所选的配置选项，使其适合实际使用案例。

MicroBlaze 的主要特性（包括可配置特性／选项）：

3 级或 5 级管线支持
支持原生 AXI-4
支持 AXI 一致性扩展 (ACE)
高速缓存行字长：4、8 或 16
面积与速度优化型配置选项
支持存储器管理单元
支持低时延中断模式
容错性，其中包括纠错码 (ECC) 和锁步支持
MPU 模式，可以实现安全 RTOS 应用的区域保护
指令和数据高速缓存

高速缓存量可配置：2kB - 64kB（基于模块 RAM）

本地存储器总线 (LMB) 指令和数据端接口。
硬件桶形移位器
硬件乘法器和除法器
多达 16 个 AXI 数据流接口
浮点单元（单精度、与 IEEE 754 兼容）
处理器版本寄存器
浮动的基矢量
支持睡眠模式与睡眠指令
扩展的调试支持：性能监控、性能跟踪、非侵入式分析

了解更多详情：

MicroBlaze 是完整 Xilinx 嵌入式解决方案不可分割的一部份。可通过 Vivado 集成设计环境和早期 ISE Embedded Edition 获得。对于软件开发，它可作为软件开发套件的一部分获得支持；对于硬件设计，MicroBlaze 和 Xilinx IP 系列相结合，可配合 Vivado IP 集成器使用。

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