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安路SparkRoad开发板测评(7) MCU 软核 IP试探 [复制链接]

  从网络上的信息可以看到线索,安路为自己的FPGA提供了某种“软核”IP——就是在FPGA里面实现一个类似MCU的东西。

221740mww7k1zw1o3nw51i.png

  然而相关信息实在太少,仅仅有某“使用笔记”可以参考。在那篇文章里,作者用TD 4.6.13941, IP Generator中有一个MCU的选择

221740qb8mbg7ew2746m7g.png

 

  但是我装的TD 4.6里面并没有看到“Micro_Controller”这一组!我也重新下载了4.6的几个版本,包括文中提到的4.6.13941,居然就是没有……而且TD自带的说明文档中IP核部分也没有提到MCU.

 

  我在安路的网站上IP参考文档中找到这个:

221740o4u6wu6un419ss61.png

  但是邮件注册用户了还不能下载,于是求助论坛管管,弄到了这篇文档。其中对软件版本说明是这样的:

221740zw2kb6k66j6dktu6.png

  至少TD 4.6.1应该支持,但是我装的却没有,疑惑了。通过管管从安路那边得到的反馈是,这个是老版本的mcu,后续不再维护了。难道是网站上下载的TD已经去掉了这个IP?

 

  我又下载了TD 5.0.5 SP1版本,终于看到了一个MCU IP

221740c6r60ribjmn70nz0.png

  点进去,配置界面是这样的:

221740bxbbzxdmuzbrl4ex.png

  和IPUG103文档中的有所不同:

221740mj77bobzsvlsuzvc.png

  可能是“新版本”的原因,主要不同点是内存的初始化,原来是用一个.mif文件的(在FPGA上通行做法),现在变成了4个MEMFILE,好象还是直接给.txt文件就可以。在TD的使用指南中是这么介绍的(也太过于简略了):

221740frnkrw3kh4k3se3w.png

 

  我先生成一个IP来看看是啥样,TD会忙活一会儿,生成了一个文件名带有 _gate 字样的.v文件。

221740pw1rjtbma0rj6cex.png

  这是一个网表文件,并非“源代码”,相当于一个黑盒子了。外部的接口不多,有32个GPIO口,一组UART,还有一个32-bit总线。

 

  麻烦在没有这个CPU的更多信息了,只知道是个RISC-V,地址映射都不知道,也没有SDK.

  CPU跑的程序是要由MEMFILE提供的,因为若内部只有纯粹的SRAM的话也就不需要初始化,故Block RAM要有程序存储的功能。因为Block RAM是FPGA的IP,可以从代码中找到层级模块引用:

221740bn84zsezfzsvsbrq.png

 

  注意几个地方:

  .INIT_FILE 行把我填写的dummy.txt的内容转换成一串二进制数了,也就是BRAM初值在这里。

  这是双端口RAM,a端口是读写操作,b端口是只读操作。可以怀疑b端口是用来取程序指令的。地址输入addrb连接到al_000001F789EBC9A0 这个wire上,怀疑它是程序取指令的地址,我可以把它引出到CPU模块外部进行监控。

  每个BRAM数据都是8-bit宽度,CPU里面用了四个BRAM拼接成32-bit一起操作。

 

  下面为了让CPU运行,我要创建一块程序空间,不干任何事情,只要重复放一条指令就可以了。查一下RISC-V的手册,opcode 0x33对应的是算术和逻辑运算指令,不会有副作用,因此我用 0x33333333(避免字节序的影响)填满CPU 内部RAM,就应该能看到执行的地址顺序变化。

221740id09f23fa1wgffto.png

 

  为了观察CPU运行,给它一个很慢(Hz级别)的时钟,把内部BRAM地址引出到我已经编写过的数码管显示驱动上。如果能看到地址自动增加,就大概可以判定程序在运行了。


 

  CPU复位状态下,程序BRAM地址是十进制99,开始运行后,隔几个时钟地址会增加,见到100, 101, 102… 这样下去。不过,有大量时间是停留在地址6,不知有什么意义,也可能并没有读处的数据。看起来这个软核的执行效率不高,要好几个时钟周期才执行一条指令。

  要测试这个软核是否执行RISC-V的程序,就要后面编写真正的程序来验证了。


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和早期的电脑故障检测卡很像


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国产FPGA还是需要多鼓励大家去研究的!


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