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 embedded FPGA ARM Cortex A9, A15, A53, A73, MP32 MIPS, NIOS II, and a range of classic processors

FPGA mit Prozessorkernen - die wahren embedded Prozessoren

Hintergrund:

Intel-Altera - Mit zunehmender Integrationsdichte und Anzahl der Logikelemente wurde es vor einigen Jahren möglich, vollwertige 32-bit RISC prozessoren in FPGAs einzubetten.

Bei Altera können die FPGAs aus den Familien Cyclone und Stratix mit NIOS Prozessoren versehen werden, dank der fortschrittlichen Design Tools teilweise per Drag and Drop auf der grafischen Benutzeroberfläche, im SOPC builder, wie Hardware-Ingenieure es von Schaltungseditoren Orcad oder Eagle gewohnt ist. Für die älteren APEX devices existiert eine Lösung mit RISC Coprozessor, Excalibur. Über die letzten Jahre wurden von Drittanbietern folgende Prozessoren als Soft-cores verfügbar gemacht: i8051, Z80, mc6811, mc68000 kompatibel, wie auch 2901 4-bit slices.

Aber mit FPGAs ist mehr möglich, als nur die Nachbildung von herkömmlichen Prozessorsystemen. Insbesondere für die digitale Signalverarbeitung bieten sich parallele Signalprozesse an, die ideal in FPGAs implementiert werden können, wo in herkömmlichen DSP Prozessoren traditionelle serielle Umsetzungen viel Zeit kosten.

Mit der Lizensierung von ARM Cortex A9 stellt Altera nun einen leistungsfähigen Industriestandard-Prozessor neben immer größer werdenen FPGA zur Verfügung. Für spezialisierte Anwendungen wie zum Beispiel die Bildverarbeitung können diese SOC bald herkömmliche Industriecomputer auf Intel-Basis ersetzen.

Xilinx ZyncMit zunehmender Integrationsdichte und Anzahl der Logikelemente wurde es vor einigen Jahren möglich, kleine 8-bit und bald auch 32-bit RISC prozessoren in FPGAs einzubetten, und sich auf einfache Weise Systeme On Chip (SOC) zu schaffen.

Xilinx begann vor einigen Jahren mit einem IBM PowerPC 405 RISC Prozessor als hartem aber beliebig plazierbarem Coprozessor auf seinen Virtex Produkten. Daneben hat Xilinx die Picoblaze 8-bit und Microblaze 32-bit Prozessor als Soft-Core im Angebot, und natürlich sind diese Prozessoren mit Hilfe von moderner Software einfach wie Legobausteine in FPGA Design einzubinden.

Aber mit FPGAs ist mehr möglich, als nur die Nachbildung von herkömmlichen Prozessorsystemen. Insbesondere für die digitale Signalverarbeitung bieten sich parallele Signalprozesse an, die ideal in FPGAs implementiert werden können, wo in herkömmlichen DSP Prozessoren traditionelle serielle Umsetzungen viel Zeit kosten.

Background:

Intel-Altera - With growing capabilities of FPGA circuits (field programmable gate array) several years ago the leading FPGA manufacturers introduced 8- and 32-bit processors for embedding into their devices.

From Altera both the Cyclone and Stratix family now can take NIOS processors, as well as a range of dedicated programmable peripherals, to allow for fast constitution of a System on a Chip with help of the SOPC builder software utility.

But there can be more done with FPGA than simply put processors on a chip. Especially for the digital signal processing, the parallel implementation of algorithms puts FPGAs in prime position for fast applications, where traditional serial DSP processors are no longer capable of delivering the speed or processing power.

Xilinx ZyncWith growing capabilities of FPGA circuits (field programmable gate array) several years ago the leading FPGA manufacturers introduced 8- and 32-bit processors for embedding into their devices.

Xilinx first adapted the IBM 32-bit PowerPC 405 RISC processor, as single of quadruple fixed device, and then also made it available for individual placement in its flagship Virtex product line. Besides the PowerPC also became available a 8-bit device Picoblaze, as well as Xilinx own 32-bit implementation, the Microblaze.

But there can be more done with FPGA than simply put processors and peripherals on a single chip. Especially for the digital signal processing, the parallel implementation of algorithms puts FPGAs in prime position for fast applications, where traditional serial DSP processors are no longer capable of delivering the speed or processing power.

ARM Cortex A9 FPGA SOC programmable processors Xilinx Zync and Altera NIOS II and classical microprocessor soft cores from 3rd party IP

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