嵌入式系統(tǒng)架構(gòu)主要分為三類:通用MCU(微處理器)、FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)和專用SoC(系統(tǒng)芯片)。這三類平臺各擅勝場,專用SoC對特定應(yīng)用做了專門優(yōu)化,成本低、性能高、開發(fā)快,但只適用于量大、功能相對固定的應(yīng)用;通用MCU適應(yīng)性更廣,成本比專用SoC要高,是如今嵌入式終端市場的主流平臺;FPGA是這三者中適應(yīng)性最強的, 通常來說成本也最高,以往只有少量多樣的終端市場考慮采用FPGA。
不過,近年來不少FPGA廠商開始在嵌入式應(yīng)用上重點投入, 紛紛推出低成本FPGA方案,以試圖在嵌入式市場獲得一席之地。近日,美高森美公司(Microsemi Corporation)推出業(yè)界首個基于開源處理器架構(gòu)RISC-V內(nèi)核的FPGA系列產(chǎn)品,即IGLOO2 FPGA、SmartFusion2 SoC FPGA或RTG4 FPGA。完全開源的RV32IM RISC-V內(nèi)核采用開放式指令集架構(gòu)(ISA),通過許可的BSD授權(quán),具備全面可移植性,而且由于開發(fā)人員可以查看RISC-V的所有源碼,因此安全性更高,再加上美高森美產(chǎn)品一向出色的功耗與可靠性指標,非常適合現(xiàn)在嵌入式應(yīng)用對于平臺架構(gòu)的要求。
那么,相比MCU或者集成其他商用處理器內(nèi)核的FPGA產(chǎn)品,美高森美采用RISC-V內(nèi)核的該系列產(chǎn)品有哪些特色呢?美高森美SoC FPGA營銷總監(jiān)Ted Marena接受了與非網(wǎng)采訪,向讀者詳細講述了這一系列FPGA的優(yōu)勢。
Ted Marena表示,集成RISC-V內(nèi)核的FPGA的特色主要是在開放性、可移植性和設(shè)計靈活性方面表現(xiàn)更好。
Ted指出,RISC-V內(nèi)核特別適合高效的設(shè)計實現(xiàn),開發(fā)人員可以根據(jù)應(yīng)用需求靈活裁剪。如今RISC-V指令集已經(jīng)固定,全部RISC-V指令不超過50個,因此RISC-V內(nèi)核面積更小,從而使得整體芯片成本更低,內(nèi)核越小,相應(yīng)的功耗也就越低。
相比MCU或集成商用處理器內(nèi)核的FPGA,RISC-V內(nèi)核的FPGA最大的優(yōu)勢之一就是可移植性。采用FPGA來開發(fā)新應(yīng)用能夠快速上市,如果該應(yīng)用成熟以后有足夠多的量,那么可以將FPGA改為專用芯片來降低成本。采用ARM核就沒這么方便,不支付一筆價格不菲的工程費用和專利費是無法動工的。
RISC-V的開放性也是一大優(yōu)點。采用ARM等封閉式架構(gòu)內(nèi)核的平臺,開發(fā)人員看不到源代碼,所以無法了解門級電路設(shè)計細節(jié)。但RISC-V的用戶可以查看內(nèi)核的所有細節(jié),可以檢查每一行代碼以確定系統(tǒng)的安全,甚至根據(jù)需要定制化自己的安全模塊。
在最后,Ted表示,雖然RISC-V內(nèi)核很新,但美高森美已經(jīng)為該系列產(chǎn)品準備了完整的工具鏈和整體開發(fā)環(huán)境,以方便工程師上手,這些工具包括RTL級開發(fā)工具Libero和軟件開發(fā)環(huán)境Soft Console,如今,這些工具都可以從美高森美的網(wǎng)站上去下載。