RISC-V：转换组合FPGA和微控制器的SOC设备的开发

直到最近，与微控制器集成FPGA结构的开发人员在选择IP许可选项中严重限制，具有核心和工具的封闭式生态系统，几乎没有或根本没有将软件移植到其他架构。

This all changed with the RISC-V open instruction set architecture (ISA), which eliminates royalty fees and other limitations of licensed IP cores while launching a new way to develop and future-proof system-on-chip (SoC) systems in today’s rapidly evolving markets. Developers who adopt RISC-V have valuable opportunities to improve design portability, reduce and preserve software investments, and future-proof designs today and in the future. For many different applications, using open-source tools with a RISC-V core in a FPGA is a compelling choice.

灵活的创新基础

RISC-V处理器不是在架构上，而是在固定指令集（ISA）上。处理器微架构的设计是灵活的;供应商可以自由地实施他们认为其申请最适合的任何建筑。

为了实现广泛的使用，RISC-V基金会，由其成员控制的非营利组织，冻结了2014年的指令，以便市场可以决定其处理器架构。通过利用开源社区的强大力量，在FPGA中使用RISC-V微控制器解决方案的开发人员效益于硬件便携性，软件可预测性和广泛的创新机会。

可移植性

可以升级为大容量的设计将受益于RISC-V的可移植性。开发人员可以使用RISC-V核的软门版本的FPGA启动设计，然后开始运送产品（例如，热摄像头）。

图1.热图像相机的框图。

相机中的RISC-V核心实现了微控制器支持的所有传统功能：它最初配置图像传感器并在需要调整时会定期更新设置。RISC-V核也可以运行外部存储器存储堆栈以设置图像或视频帧的传输。由于该软件将完全可移植跨RISC-V核心的所有设备，因此可以在任何硬件中实现“免版税”处理器子系统寄存器传输级别（RTL）代码。因此，如果本相机的卷达到足够高的级别，只需将RTL源重新终止到ASIC，而无需支付任何法律或签收费用。

软件稳定性

寿命是RISC-V的主要好处。开发人员可以指望固定的ISA并保留软件投资。通常构建为持续数年或有时数十年的工业设计可以取决于软件连续性。使用上述相机示例，为初始解决方案编写和验证的软件代码可以在未来的任何RISC-V核上运行。初始制造可以在IGLOO2 FPGA中使用软RISC-V核心进行，并且在创建ASIC时，代码将完全兼容。

开源创新

Linux的出现作为嵌入式市场中的主要操作系统是开源的权力证明。人们可以想到RISC-V的创新：RISC-V是硬件设计Linux是软件的。已经存在用于RISC-V的开源工具，例如Eclipse Guis，RTOS操作系统，仿真工具和调试软件。开源社区进一步利益RISC-V的用户，因为创新的步伐可以加快实现核心和软件工具的许多额外开发人员。可以创建自定义微架构，并且可以识别错误修复/安全修补程序比专有处理器架构更快地识别。

在点的情况下是MicroSemi最近推出的RISC-V ECOSystem称为MI-V。MI-V生态系统包含第一个基于FPGA的开放式架构RISC-V IP核心以及综合软件集成开发环境（IDE）解决方案，称为SoftConsole。

图2. MicroSemi MI-V RISC-V生态系统。

SoftConsole是一个基于Eclipse的IDE托管在Linux或Windows平台上，提供完整的开发支持，包括C或C ++编译器和完整的调试器功能。设计人员可以在基于多个闪存的FPGA中为RISC-V IP内核开发，包括MicroSemi的PolarFire和IGLOO2设备，以及来自其他供应商的RISC-V核心。嵌入式工程师可以通过使用利比罗SOC设计套件在其FPGA设计中利用MI-V RISC-V IP的优势。此易于采用的开发软件使设计人员能够为其特定应用程序进一步优化RISC-V RTL核心。

想要在FPGA中集成微控制器的设计人员现在具有带RISC-V的引人注目的解决方案。设计便携性，软件稳定性和开源创新的优点可以从几乎所有应用中受益。客户还可以依靠固定的ISA来确保架构的软件兼容性和寿命。使用RISC-V核心向SOC设计人员提供新一代创新。

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