嵌入式系統架構主要分為三類:通用MCU(微處理器)、FPGA(現場可編程門陣列)和專用SoC(系統芯片)。這三類平臺各擅勝場,專用SoC對特定應用做了專門優化,成本低、性能高、開發快,但只適用于量大、功能相對固定的應用;通用MCU適應性更廣,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)推出業界首個基于開源處理器架構RISC-V內核的FPGA系列產品,即IGLOO2 FPGA、SmartFusion2 SoC FPGA或RTG4 FPGA。完全開源的RV32IM RISC-V內核采用開放式指令集架構(ISA),通過許可的BSD授權,具備全面可移植性,而且由于開發人員可以查看RISC-V的所有源碼,因此安全性更高,再加上美高森美產品一向出色的功耗與可靠性指標,非常適合現在嵌入式應用對于平臺架構的要求。
那么,相比MCU或者集成其他商用處理器內核的FPGA產品,美高森美采用RISC-V內核的該系列產品有哪些特色呢?美高森美SoC FPGA營銷總監Ted Marena接受了與非網采訪,向讀者詳細講述了這一系列FPGA的優勢。
Ted Marena表示,集成RISC-V內核的FPGA的特色主要是在開放性、可移植性和設計靈活性方面表現更好。
Ted指出,RISC-V內核特別適合高效的設計實現,開發人員可以根據應用需求靈活裁剪。如今RISC-V指令集已經固定,全部RISC-V指令不超過50個,因此RISC-V內核面積更小,從而使得整體芯片成本更低,內核越小,相應的功耗也就越低。
相比MCU或集成商用處理器內核的FPGA,RISC-V內核的FPGA最大的優勢之一就是可移植性。采用FPGA來開發新應用能夠快速上市,如果該應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點。采用ARM等封閉式架構內核的平臺,開發人員看不到源代碼,所以無法了解門級電路設計細節。但RISC-V的用戶可以查看內核的所有細節,可以檢查每一行代碼以確定系統的安全,甚至根據需要定制化自己的安全模塊。
在最后,Ted表示,雖然RISC-V內核很新,但美高森美已經為該系列產品準備了完整的工具鏈和整體開發環境,以方便工程師上手,這些工具包括RTL級開發工具Libero和軟件開發環境Soft Console,如今,這些工具都可以從美高森美的網站上去下載。