FPGA 解决方案和标准控制器内核比较
来源： 作者： 发布时间：2015-07-27 10:25:43 浏览量：return r;
这个代码看起来效率高，短小精悍。而且它不需要会造成流水线中断的分支。它在这个核心系统上运行只需29 个周期。
不过这个算法需要在1 、2、4、8和16位之间进行移位操作。我们在MicroBlaze的属性窗口中激活桶式移位器。不管移位操作的长度如何，采用桶式移位器可允许我们在一个周期内完成移位指令。这样可以让纯软件算法在 MicroBlaze上运行得稍快一些。
激活MicroBlaze硬件上的桶式移位器可将处理算法所需时间缩短到22个周期。与第一个版本的软件算法相比，此算法得到了显著改善。目前采用此算法，执行所有 2万次操作只需8.8ms，效率提升了10倍，不过仍未达到客户要求。
不过效率还有提升的空间。算法中的时延非常关键，应尽可能地缩短。但在我们的实施方案中，采用两根FSL总线仍需要四个时钟周期。不过我们可以通过将 MicroBlaze与硬件加速器之间的现有连接方式改为直接连接，便可将时延减半，缩短至两个时钟周期。这样一个周期用于将数据写入 FSL硬件加速器IP，而另一个周期则负责读回结果。
在采用直接连接方式时，需注意几个问题。首先，协处理器IP应存储输入，并以寄存方式提供结果。请注意在执行此操作时没有使用带FIFO的FSL总线。
此外，以不同时钟速率运行 MicroBlaze和FSL硬件加速器IP 容易发生问题。为避免发生冲突，设计人员最好将MicroBlaze和 FSL硬件加速器IP的运行速率设为一致。
不过，如何在不使用FSL总线的情况下将MicroBlaze和FSL硬件加速器IP直接连接起来呢?这很简单，只需将MicroBlaze和硬件加速器的数据线连接起来即可。如果需要，可再添加握手信号。
例如，使用位反转IP，只需一个写入信号即可。IP会一直很快运行，足以对MicroBla一体成型电感器ze的任何请求做出及时响应。
IP本身非常简单。以下是摘录 VHDL 代码中的一段：
architecture beha共模电感vioral of
fsl_bitrev is
-- data value sent by microblaze:
signal data_value :
std_logic_vector(0 to 31) := (others=>'0');
begin
-- bitreversed value to write back:
FSL_M_Data <= data_value;
process(FSL_Clk)
begin
if rising_edge(FSL_模压电感器CLK) then
if (FSL_S_Exists = '1') then
-- create the bitreversed data:
data_value(0) <= FSL_S_Data(31);
data_value(1) <= FSL_S_Data(30);
data_value(2) <= FSL_S_Data(29);
...
data_value(30) <= FSL_S_Data(1);
data_value(31) <= FSL_S_Data(0);
end if;
end if;
end process;
end architecture behavioral;
如果在两者之间没有使用 FSL总线的情况下添加这个IP，您必须对项目的MHS文件进行如下修改：
BEGIN microblaz扁平型电感e
...
PARAMETER C_FSL_LINKS = 1
...
PORT FSL0_S_EXISTS = net_vcc
PORT FSL0_S_DATA = FSL0_S_DATA
PORT FSL0_M_DATA = FSL0_M_DATA
PORT FSL0_M_WRITE = FSL0_M_EXISTS
PORT FSL0_M_Full = net_gnd
END
BEGIN fsl_bitrev
PARAMETER INSTANCE = fsl_bitrev_0
PARAMETER HW_VER = 1.00.a
PORT FSL_S_DATA = FSL0_M_DATA
PORT FSL_S_EXISTS = FSL0_M_EXISTS
PORT FSL_M_Data = FSL0_S绕行电感器_DATA
PORT FSL_M_Full = net_gnd
PORT FSL_Clk = clk_50_0000MHz
END
现在效率显著提高。硬核仅在两个周期内可完成位反转操作：一个周期用于把数据写入IP，另一个周期则负责读回结果。处理2万个位反转操作现在只需0.8ms。
与最初采用的算法相比，效率提升了110倍。与效率最高的最新软件算法相比，此算法仍使系统性能提升了11倍。
当然，本例只有在您的CPU不提供位反转寻址功能的情况下才有效。大多数 DSP都有此功能，但大多数微控制器都不具备这个功能。具备增加这个功能的特性可大幅度提升这种算法的处理速度。
虽然修改不大，但收效十分明显。我们甚至将代码压缩到两个字大小。当然，现在硬件要求增加一些芯片。不过以此为代价获得比任何标准微控制器更高的速度，是值得的。
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