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高云半導(dǎo)體公司發(fā)布基于晨熙家族FPGA的RISC-V微處理器

2018-08-21
關(guān)鍵詞: 高云 半導(dǎo)體 FPGA

  早期使用者計劃

  廣東高云半導(dǎo)體科技股份有限公司(如下簡稱“高云半導(dǎo)體”),今日宣布發(fā)布基于高云半導(dǎo)體FPGA的RISC-V微處理器早期使用者計劃,該計劃是基于晨熙家族 GW2A 系列FPGA芯片的包括系統(tǒng)級參考設(shè)計的FPGA編程BIT文件、GW2A開發(fā)板等的完整解決方案,其中系統(tǒng)級參考設(shè)計包括RISC-V MCU內(nèi)核、AHB & APB總線、存儲器控制單元及若干外設(shè)。

  RISC-V作為指令集體系結(jié)構(gòu)(ISA)的開放規(guī)范,RISC-V ISA設(shè)計初衷涵蓋了小型、快速、低功耗的實際實現(xiàn),避免針對特定的微處理器架構(gòu)進(jìn)行過度架構(gòu),具有應(yīng)用廣泛、擴(kuò)展性強(qiáng)的重要特點,且有大量可支持的軟件,使得新指令集具備了良好兼容性的優(yōu)勢。

  開放規(guī)范意味著任何人都可以構(gòu)建支持它的處理器。傳統(tǒng)上,微處理器供應(yīng)商向客戶提供特性鎖定的產(chǎn)品,這就意味著一旦客戶使用了某家供應(yīng)商的產(chǎn)品,就很難轉(zhuǎn)向另一家供應(yīng)商的產(chǎn)品。RISC-V改變了這種情況,因為基于RISC-V標(biāo)準(zhǔn)建立的軟件生態(tài)系統(tǒng),可以支持很多不同的供應(yīng)商的微處理器產(chǎn)品。只要用戶基于一個供應(yīng)商的RISC-V處理器開發(fā)了應(yīng)用軟件就可以直接重用相同的應(yīng)用軟件代碼并將其無縫轉(zhuǎn)換到另一個遵循相同開放規(guī)范的供應(yīng)商的RISC-V處理器中進(jìn)行實現(xiàn)。

  高云RISC-V微處理器早期使用者計劃提供的完整解決方案,具體如下:

  GW-2A FPGA芯片

  GW-2A FPGA開發(fā)板,包括Micro-USB下載/調(diào)試線

  GW-2A FPGA編程BIT文件,內(nèi)含RISC-VMCU內(nèi)核、AHB總線、APB總線、存儲器控制以及若干外設(shè)的系統(tǒng)級參考設(shè)計

  高云FPGA設(shè)計軟件套裝,包含高云IP核生成器,可以提供一系列Verilog設(shè)計的IP核,包括存儲器控制單元、數(shù)據(jù)通路、DSP等,可用于搭建RISC-V微處理器系統(tǒng)的定制化外設(shè)和接口模塊

  軟件工具鏈(C代碼編譯器、鏈接器、調(diào)試器)、RISC-V微處理器外設(shè)的驅(qū)動軟件以及用于定制化C程序開發(fā)的內(nèi)置庫

  系統(tǒng)級參考設(shè)計包含了RISC-V微處理器內(nèi)核、AHB總線、APB總線、存儲器控制單元以及若干外設(shè),具體如下圖所示:

1.png

  “利用高云晨熙家族GW-2A FPGA芯片豐富的內(nèi)置Block SRAM資源,RISC-V系統(tǒng)的指令本地存儲器(ILM)和數(shù)據(jù)本地存儲器(DLM)均使用內(nèi)置的Block SRAM實現(xiàn),無需外部Flash/SRAM存儲芯片,從而簡化了整個微處理器系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜性,最大限度地降低產(chǎn)品研發(fā)成本,”高云半導(dǎo)體FPGA應(yīng)用研發(fā)總監(jiān)高彤軍先生強(qiáng)調(diào):“RISC-V微處理器早期使用者計劃的“一核、一芯、一體化設(shè)計”的特點更著眼于產(chǎn)品的關(guān)鍵特性,能夠幫助用戶有效減少學(xué)習(xí)與時間成本,快速實現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計與應(yīng)用?!?/p>

  RISC-V處理器

  ?  5級執(zhí)行流水線

  ?  硬件乘法器– radix-2/radix-4/radix-16/radix-256/fast

  ?  硬件除法器

  ?  可選的分支預(yù)測機(jī)制

  靜態(tài)分支預(yù)測:

  *  4-entry返回地址棧(RAS)

  動態(tài)分支預(yù)測:

  *  32/64/128/256-entry分支目標(biāo)緩沖器(BTB)

  *  256-entry分支歷史表

  *  8-bit全局分支歷史

  *  4-entry返回地址棧(RAS)

  ?  機(jī)器模式和可選的用戶模式

  ?  可選的性能監(jiān)控器

  RISC-V ISA –指令集體系結(jié)構(gòu)

  ?  RISC-V RV32I 基本整型指令集

  ?  RISC-V RVC 壓縮指令的標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展

  ?  RISC-V RVM 整數(shù)乘法除法的標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展

  ?  可選的RISC-V RVA 原子指令的標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展

  內(nèi)存子系統(tǒng)-基于FPGA內(nèi)部Block RAM實現(xiàn)

  ?  指令&數(shù)據(jù)本地存儲器 4KiB至16MiB

  ?  內(nèi)存子系統(tǒng)支持soft-error protection

  保護(hù)方式:奇偶校驗或錯誤檢驗和校正(ECC)

  自動硬件錯誤校正

  受保護(hù)的內(nèi)存:

  *  指令&數(shù)據(jù)緩存tag RAM和數(shù)據(jù)RAM

  *  指令&數(shù)據(jù)本地存儲器

  總線

  ? 接口協(xié)議

  同步AHB(32-bit/64-bit數(shù)據(jù)位寬)

  同步APB(32-bit/64-bit數(shù)據(jù)位寬)

  Debug

  ? 支持RISC-V外部debug

  ? 可配置斷點數(shù):2/4/8

  ? 基于AHB接口的外部debug模塊

  ? 外部JTAG debug傳輸模塊IEEE Std 1149.1 4線JTAG接口

  Trace

  ? 可選指令跟蹤

  外設(shè)模塊

  ?  2個UART接口

  ?  2個SPI接口

  ?  可編程的定時器

  ?  1個32bit GPIO

  ?  1個I2C

  ?  JTAG debug接口

  ?  時鐘生成器

  ?  復(fù)位生成器

  ?  系統(tǒng)管理單元

  DK_DEV_GW2A55開發(fā)板

2.png

  DK_DEV_GW2A55開發(fā)板包括一顆GW2A-55/18 FPGA芯片,具有低功耗、高性能、豐富的用戶邏輯資源等特點。開發(fā)板包括接口通信模塊、控制模塊、存儲模塊、人機(jī)交互顯示模塊等。

  接口通信模塊包括VGA接口、RS232接口、Ethernet接口、通用IO接口等。存儲模塊包括SRAM、FLASH、DDR2 SDRAM等。

  人機(jī)交互顯示模塊包括4個按鍵、8個撥碼開關(guān)、16個LED、1602字符點陣LCD、七段數(shù)碼管等。

  高云晨熙家族GW2A FPGA器件具有最佳性價比優(yōu)勢,其以豐富的邏輯、高性能的DSP資源、高速的I/O接口、優(yōu)化的協(xié)同處理能力為基礎(chǔ),能夠承擔(dān)密集的運算任務(wù),且經(jīng)過巧妙的優(yōu)化后可作為嵌入式微處理器的主機(jī),例如RISC-V微處理器軟核。同時晨熙家族作為業(yè)內(nèi)首個內(nèi)嵌SRAM的FPGA,能夠為用戶提供更多的可用I/O。

  GW2A-55 FPGA提供了55K用戶邏輯(LUT4)、2477K片上存儲空間、40個18位乘法器、6個PLL等資源,核心電壓為1.0V。

  GW2A-18 FPGA提供了18K用戶邏輯(LUT4)、871K片上存儲空間、48個18位乘法器、4個PLL等資源。核心電壓為1.0V。

  GW2AR-18 FPGA為GW2A-18的衍生款,在用戶邏輯之上還內(nèi)嵌了SRRAM/DDR存儲器。

  關(guān)于高云半導(dǎo)體

  廣東高云半導(dǎo)體科技股份有限公司于2014年1月成立,公司致力于開發(fā)國產(chǎn)FPGA解決方案并推動其產(chǎn)業(yè)化,旨在推出具有核心自主知識產(chǎn)權(quán)的民族品牌FPGA芯片。

  我們的愿景:提供可編程解決方案,促進(jìn)全球客戶創(chuàng)新。

  我們的目標(biāo):致力于完善產(chǎn)品體系,解決可編程邏輯器件技術(shù)難點。

  我們的承諾:以技術(shù)和質(zhì)量為中心,有效降低用戶成本。

  我們的服務(wù)范圍:可編程邏輯器件組合板、設(shè)計軟件、IP核、參考設(shè)計和開發(fā)工具包。

  我們的服務(wù)領(lǐng)域:全球內(nèi)消費、工業(yè)、通信、醫(yī)療及自動化市場。


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