充分利用你的PicoBlaze微处理器
作者adam p. taylor，e2v首席系统工程师
picoblaze是一个紧凑型8位软核处理器，fpga工程师可以在他们选择的赛灵思fpga将其例化。一旦实现，该核完全位于fpga架构中，只使用逻辑单元和块ram。它不需要额外的易失性或者非易失性内存。
得益于小尺寸的实现，一块fpga能够包含多个picoblaze，每个用于实现通常由状态机创建的控制结构。因此可以减少开发时间，同时可以标准化地生成控制结构。多亏了底层的高性能赛灵思fpga架构，picoblaze通常与许多市面上单独的8位微处理器兼容。
我们来看一下我们如何在设计利用这个便利的器件。
picoblaze架构
在我们使用这个核前，首先需要了解一下它的架构。picoblaze是一个很简单的8位微处理器，基于risc架构（见下面图1）.该处理器有一个12位的地址端口，这意味着它可以寻址多达4096个内存位置。每个地址位置包含一个18位的指令，该指令定义了核必须执行的操作。核的输入和输出都通过8位端口（一个输入，一个输出）。微处理器还提供了一个8位识别端口，允许读写多达256个外设。还有一个可选大小的暂存器，64、128或者256字节。跟所有的微处理器一样，picoblaze包含了一个算术逻辑单元，支持一个中断。这些功能意味着处理器位fpga设计工程师提供了许多好处。
picoblaze的最重要的一个方面就是它的高确定性本质，就是说执行所有的指令都需要2个时钟周期，中断最多在4个时钟周期内处理。
为什么要使用picoblaze？
fpga应用通常需要结合并行和时序操作，数据流以并行为主而控制结构的实现以时序结构为主，例如状态机（见xcell journal issue 81, “how to implement state machines in your fpga”）然而，复杂的控制结构如果用状态机实现会变得不实用，增加了验证时间，使得在今后开发周期内的修改变得很困难。复杂的状态机也需要更多的时间去开发，如果需要一些，这个时间会相当长。
你也可以使用picoblaze通过rs232、i2c和spi进行串行通信控制，事实上，任何你要用一个一般的8位微处理器做的都能用picoblaze高性能的实现。工程师们已经使用picoblaze实现了控制系统的pid控制器。他们使用i2c、spi或者并行dac产生的参考波形有方波、锯齿波、三角波和更复杂的正弦/余弦波（使用移位和添加cordic算法）。
在你的fpga中例化picoblaze微处理器来实现这些顺序功能，可以带来更快的开发时间，开发周期中修改更加简便。当然，作为一个软核，picoblaze也帮助地址过时事宜，当asm模块开发时鼓励重新使用设计。
注意：这篇文章是xcell daily, issue 89中的“getting the most out of your picoblaze microcontroller”简短版。关于在你的fpga中添加picoblaze处理器和zynq soc设计的详细信息，见xcell daily的全篇文章。
点击这里下载xcell journal issue 89的pdf。
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你也可以使用picoblaze通过rs232、i2c和spi进行串行通信控制，事实上，任何你要用一个一般的8位微处理器做的都能用picoblaze高性能的实现。工程师们已经使用picoblaze实现了控制系统的pid控制器。他们使用i2c、spi或者并行dac产生的参考波形有方波、锯齿波、三角波和更复杂的正弦/余弦波（使用移位和添加cordic算法）。
在你的fpga中例化picoblaze微处理器来实现这些顺序功能，可以带来更快的开发时间，开发周期中修改更加简便。当然，作为一个软核，picoblaze也帮助地址过时事宜，当asm模块开发时鼓励重新使用设计。
注意：这篇文章是xcell daily, issue 89中的“getting the most out of your picoblaze microcontroller”简短版。关于在你的fpga中添加picoblaze处理器和zynq soc设计的详细信息，见xcell daily的全篇文章。
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