內嵌ARM核的FPGA芯片EPXA10

　　隨著(zhù)亞微米技術(shù)的發(fā)展，FPGA芯片密度不斷增加，并以強大的并行計算能力和方便靈活的動(dòng)態(tài)可重構性，被廣泛地應用于各個(gè)領(lǐng)域。但是在復雜復法的實(shí)現上，FPGA卻遠沒(méi)有32位RISC處理器靈活方便，所以在設計具有復雜算法和控制邏輯的系統時(shí)，往往需要RISC和FPGA結合使用。這樣，電路設計的難度也就相應大大增加。隨著(zhù)第四代EDA開(kāi)發(fā)工具的使用，特別是在IP核產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展下產(chǎn)生的SOPC技術(shù)的發(fā)展，使嵌入式RISC的通用及標準的FPGA器件呼之欲出。單片集成的RISC處理器和FPGA大大減小了硬件電路復雜性和體積，同時(shí)也降低了功耗、提高了系統可靠性。Altera公司的EPXA10芯片就是應用SOPC技術(shù)，集高密度邏輯（FPGA）、存儲器（SRAM）及嵌入式處理器（ARM）于單片可編程邏輯器件上，實(shí)現了速度與編程能力的完美結合。本文所介紹的圖像驅動(dòng)和處理系統正應用了EPX10的這些特點(diǎn)，充分發(fā)揮了FPGA邏輯控制實(shí)現簡(jiǎn)單、對大量數據做簡(jiǎn)單處理速度快的優(yōu)勢以及ARM軟件編程靈活的特點(diǎn)。

　　1 內嵌ARM核的FPGA芯片EPXA10及其主要特點(diǎn)

　　EPX10單片集成了ARM核、高密度的FPGA、存儲器及接和控制模塊，不僅簡(jiǎn)化了ARM與FPGA之間的通訊，也使片外擴展存儲器以及和外設通訊變得相對簡(jiǎn)單；同時(shí)通過(guò)在FPGA中嵌入各種IP核和用戶(hù)控制邏輯可以實(shí)現各種接口和控制任務(wù)。這樣的高度集成化不僅大大加快了ARM與片內各種資源的通訊速度，而且減小了硬件電路的復雜性、體積和功耗，真正實(shí)現了SOPC。

　　EPX10內部結構框圖如圖1所示，主要分為嵌入式處理器和FPGA兩部分。