软微控制器与开放式架构

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"软"控制器是一个在FPGA的可编程结构中实现的处理器、存储器和外设的平台。过去，现成的微控制器的价格大大低于软处理器的价格。如今随着90纳米或采用更小工艺的最新低成本现场可编程门阵列（FPGA）的出现，它们的整体成本已具有可比性。设计人员可以对软微控制器进行调整，以便符合目标应用所需的功能和性能。有些通用微控制器附加了一些不必要的功能，与这些通用微控制器相比较，使用软微控制器可能会导致更低的成本。因此，对成本敏感的应用，如那些针对消费产品的设计，现在用软微控制器是一个可行的办法。已经证明，低成本FPGA是一种节省成本的解决方案，因为它们可以取代大量的器件。如果设计中已使用了FPGA ，微控制器可集成到这个FPGA之中，节省了使用分立元件或一个额外FPGA 的成本。

LatticeMico32微控制器

莱迪思的软微控制器的核是LatticeMico32处理器。LatticeMico32是采用哈佛存储器架构的RISC设计。哈佛架构允许执行单周期指令，因为允许同时访问独立的32位指令和数据总线。LatticeMico32有32个通用寄存器，可处理多达32个外部中断。有两个可选方法来改善吞吐量，以避免Wishbone总线访问指令和数据存储器。第一种方法是使用高速缓存（图1 ）。第二种方法是使用"内联"存储器（图中未显示）。内联存储器是直接与指令和/或数据流水线相连的存储器，而不是通过WISHBONE 来访问。这两种方法可在一起使用。图1中突出展示了这些特点，并展示了一些其它元件。

图1 LatticeMico32的结构图

为了加快微控制器平台的开发，几个外围元件可与LatticeMico32微处理器一起使用。通过Wishbone总线接口把这些元件连接到处理器，这是一个由OpenCores组织制定的免费开放协议。通过使用这个开放源总线接口，用户可以把自己的WISHBONE元件放入其嵌入式设计。

除了外设可用Wishbone总线之外，还可以构建一个总线互连结构，这样不但能使元件之间能够互相通信，而且还可以进行调整，从而满足了系统的吞吐量需求。

设计流程

LatticeMico32 System软件开发工具提供了一个快速简便的方法来实现微控制器设计。包括从微控制器的定义到软件的开发和调试。该工具基于Eclipse C / C + +开发工具（ CDT ）环境，这是一个业界标准的开放源代码软件开发架构（图2 ）。

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