本周我想进一步探究可编程逻辑(FPGA)与硬核处理器(HPS)之间互联的结构。我发现了三种主要方式,它们是如何映射并处理通信的,哪些组件需要管控时序并且有访问权限。

AXI Bridge

为了能够实现HPS与FPGA之间的通信接口,衍生出了AXI bridge协议。AXI bridge协议能够处理带宽适应和时钟控制,支持HPS与FPGA之间双向的逻辑和数据交互。

 

HPS到FPGA

HPS到FPGA有两种类型:高吞吐量和低吞吐量。高吞吐量的数据带宽可以使32位、64位或128位,它是专门为高带宽数据传输而设计的,HPS作为主,处在L3层。

轻量级(或低吞吐量)通道被限制为32位,然而它进行了优化,延迟最低。它的主要功能是将控制和状态寄存器传递给FPGA。此外它也对HPS到FPGA的通信通道进行了一定的分流,具体类比描述见图1,从HPS到FPGA有两条通道:第一个是32位数据通道具有更高的速度限制,另一个则设计了很多个通道,在同一时刻支持更高的带宽和更多的数据传输。

FPGA到HPS

图1的第三个通道是实现FPGA到HPS的数据传输,它设计的目的是访问HP slave接口或在HPS程序端等待数据的输入。它可以配置为32位、64位或者128位的数据带宽,是由HPS L3主切换时钟来控制。

为了将这些通信通道结合在一起,我开始翻阅Intel开发者社区的黄金硬件参考设计指南(GHRD),它提供了一些例子来说明如何在FPGA和HPS之间建立AXI bridge通道,正是借助它我真正体会到了“配置向导”的强大功能,只需要鼠标点击六次我就完成了三个通信通道的配置,同时还可以配置内存分配。最后我了解到HPS bridge是映射到片上内存,实现尽可能少的延迟。而FPGA部分则映射到从内存地址,当有数据时将数据写入内存。

将它们整合在一起

那么这意味着什么?通信通道和不同传输层对于我这种对小型低功耗的MCU经验丰富的人来说也不是有太多的机会应用它们。尽管如此,那些习惯ARM MCU编程的开发者来说可能会熟悉这些通信通道(Bridge)。实际上这些通信通道是一系列的控制寄存器和内存映射,会以非常高的速度被访问,这对于多线程、多核系统非常的有用,因为这类系统需要高速、多用途的数据传输。当然这种内部互联的想法对于MCU爱好者来说是非常普遍的。使用内部互联通信通道来分担任务是非常熟悉的,但是将它们当做内存或RAM来访问则有些新奇了。简单来说,L3层是实现从FPGA到HPS通信机制而设计的,支持不同处理器核之间的数据传输。它开放了FPGA资源执行一些HPS所要完成的任务,否则HPS会有极大的阻碍,最终从整体上提升了系统性能。

可编程逻辑(FPGA)与硬核处理器(HPS)之间互联的结构的更多相关文章

  1. FPGA的软核与硬核

    硬核 zynq和pynq系列的fpga都是双ARM/Cortex-A9构成,这里的ARM处理器为硬核,Cortex-A9部分为FPGA部分.即整体分为两部分:PS/PL.PS部分为A9处理器部分,PL ...

  2. 嵌入ARM硬核的FPGA

    目前,在FPGA上嵌入ARM硬核的包括Xilinx的zynq系列以及Intel 的CYCLONEV系列. Zynq出来有一定市场,但是这个市场不是传统FPGA的主流市场,而是为了和微处理抢一些控制领域 ...

  3. 各种软核处理器二进制文件FPGA初始化文件生成程序

    不管是MIPS, Nios II, MicroBlaze, MSP430, 8051, OpenRISC, OpenSPARC, LEON2/LEON3等等软核处理器,在FPGA上实现的时候我们通常需 ...

  4. 程序员需要了解的硬核知识之CPU

    大家都是程序员,大家都是和计算机打交道的程序员,大家都是和计算机中软件硬件打交道的程序员,大家都是和CPU打交道的程序员,所以,不管你是玩儿硬件的还是做软件的,你的世界都少不了计算机最核心的 - CP ...

  5. Mybatis系列全解(六):Mybatis最硬核的API你知道几个?

    封面:洛小汐 作者:潘潘 2020 年的大疫情,把世界撕成几片. 时至今日,依旧人心惶惶. 很庆幸,身处这安稳国, 兼得一份安稳工. · 东家常讲的一个词:深秋心态 . 大势时,不跟风.起哄, 萧条时 ...

  6. 重磅硬核 | 一文聊透对象在 JVM 中的内存布局,以及内存对齐和压缩指针的原理及应用

    欢迎关注公众号:bin的技术小屋 大家好,我是bin,又到了每周我们见面的时刻了,我的公众号在1月10号那天发布了第一篇文章<从内核角度看IO模型的演变>,在这篇文章中我们通过图解的方式以 ...

  7. 袋鼠云研发手记 | 数栈·开源:Github上400+Star的硬核分布式同步工具FlinkX

    作为一家创新驱动的科技公司,袋鼠云每年研发投入达数千万,公司80%员工都是技术人员,袋鼠云产品家族包括企业级一站式数据中台PaaS数栈.交互式数据可视化大屏开发平台Easy[V]等产品也在迅速迭代.在 ...

  8. Colder框架硬核更新(Sharding+IOC)

    目录 引言 控制反转 读写分离分库分表 理论基础 设计目标 现状调研 设计思路 实现之过五关斩六将 动态对象 动态模型缓存 数据源移植 查询表达式树深度移植 数据合并算法 事务支持 实际使用 展望未来 ...

  9. 阿里P7整理“硬核”面试文档:Java基础+数据库+算法+框架技术等

    现在的程序员越来越多,大部分的程序员都想着自己能够进入大厂工作,但每个人的能力都是有差距的,所以并不是人人都能跨进BATJ.即使如此,但身在职场的我们一刻也不能懈怠,既然对BATJ好奇,那么就要朝这个 ...

随机推荐

  1. SIGCHLD waitpid, 小心子进程结束事件被偷了

    原本项目中依赖子进程执行的地方,都使用jni调用java层的ProcessManager,换了c++ACE框架后,发现这些任务都很慢,调试才发现所有子进程执行的任务都必须等待到reactor超时才返回 ...

  2. 0MQ 事件驱动 以及 poller

    底层IO事件,以及借用socket poller的上层0MQ socket事件. 先来看用于底层和上层的两种poller. 这是用于底层io事件的poller_t,每个socket_base_t都关联 ...

  3. bert+seq2seq 周公解梦,看AI如何解析你的梦境?【转】

    介绍 在参与的项目和产品中,涉及到模型和算法的需求,主要以自然语言处理(NLP)和知识图谱(KG)为主.NLP涉及面太广,而聚焦在具体场景下,想要生产落地的还需要花很多功夫. 作为NLP的主要方向,情 ...

  4. 使用idea来部署git项目

    使用idea来部署git项目 一).将项目交由git管理 VCS ---->import into Version Cntorl ------>create Git Repository ...

  5. vue 原生添加滚动加载更多

    vue中添加滚动加载更多,因为是单页面所以需要在跳出页面时候销毁滚动,要不会出现错乱.我们在mounted建立滚动,destroyed销毁滚动. mounted () { window.addEven ...

  6. Jenkins修改默认主目录及数据迁移

    前言 在使用Jenkins做持续集成的初期,未能预估项目量的大小.于是乎,配置都是使用的默认配置,而Jenkins的默认主目录放在了服务器的根目录下. 随着时间的推移,项目量的持续增加,在运维过程中就 ...

  7. SpringCloud Sleuth + Zipkin 实现链路追踪

    一.Sleuth介绍   为什么要使用微服务跟踪? 它解决了什么问题? 1.微服务的现状?   随着业务的发展,单体架构变为微服务架构,并且系统规模也变得越来越大,各微服务间的调用关系也变得越来越复杂 ...

  8. 单像空间后方交会(python实现)

    原理:空间后方交会是以单幅影像为基础,从该影像所覆盖地面范围内若干控制点的已知地面坐标和相应点的像坐标量测值出发,根据共线条件方程,解求该影像在航空摄影时刻的外方位元素Xs,Ys,Zs,φ,ω,κ. ...

  9. Selenium+Java(九)Selenium键盘与鼠标事件

    一.键盘事件 ctrl+a driver.findElement(By.id("kw")).sendKeys(Keys.CONTROL, "a"); ctrl+ ...

  10. python BeautifulSoup4 获取 script 节点问题

    在爬取12306站点名时发现,BeautifulSoup检索不到station_version的节点 因为script标签在</html>之外,如果用‘lxml’解析器会忽略这一部分,而使 ...