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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(chǎng)可編程門陣列）和專用 SoC（系統(tǒng)芯片）。這三類平臺(tái)各擅勝場(chǎng)，專用 SoC 對(duì)特定應(yīng)用做了專門優(yōu)化，成本低、性能高、開(kāi)發(fā)快，但只適用于量大、功能相對(duì)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(chǎng)的主流平臺(tái)；FPGA 是這三者中適應(yīng)性最強(qiáng)的， 通常來(lái)說(shuō)成本也最高，以往只有少量多樣的終端市場(chǎng)考慮采用 FPGA。
不過(guò)，近年來(lái)不少 FPGA 廠商開(kāi)始在嵌入式應(yīng)用上重點(diǎn)投入， 紛紛推出低成本 FPGA 方案，以試圖在嵌入式市場(chǎng)獲得一席之地。近日，美高森美公司（Microsemi Corporation）推出業(yè)界首個(gè)基于開(kāi)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(kāi)源的 RV32IM RISC-V 內(nèi)核采用開(kāi)放式指令集架構(gòu)（ISA），通過(guò)許可的 BSD 授權(quán)，具備全面可移植性，而且由于開(kāi)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(biāo)，非常適合現(xiàn)在嵌入式應(yīng)用對(duì)于平臺(tái)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(yíng)銷總監(jiān) Ted Marena 接受了與非網(wǎng)采訪，向讀者詳細(xì)講述了這一系列 FPGA 的優(yōu)勢(shì)。
美高森美 SoC FPGA 營(yíng)銷總監(jiān) Ted Marena
Ted Marena 表示，集成 RISC-V 內(nèi)核的 FPGA 的特色主要是在開(kāi)放性、可移植性和設(shè)計(jì)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(jì)實(shí)現(xiàn)，開(kāi)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(guò) 50 個(gè)，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(shì)之一就是可移植性。采用 FPGA 來(lái)開(kāi)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(lái)降低成本。采用 ARM 核就沒(méi)這么方便，不支付一筆價(jià)格不菲的工程費(fèi)用和專利費(fèi)是無(wú)法動(dòng)工的。
RISC-V 的開(kāi)放性也是一大優(yōu)點(diǎn)。采用 ARM 等封閉式架構(gòu)內(nèi)核的平臺(tái)，開(kāi)發(fā)人員看不到源代碼，所以無(wú)法了解門級(jí)電路設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。但 RISC-V 的用戶可以查看內(nèi)核的所有細(xì)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。
IGLOO2 FPGA 框架
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(zhǔn)備了完整的工具鏈和整體開(kāi)發(fā)環(huán)境，以方便工程師上手，這些工具包括 RTL 級(jí)開(kāi)發(fā)工具 Libero 和軟件開(kāi)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。
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