MicroBlaze

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MircoBlaze ist ein in FPGAs der Firma Xilinx verwendbarer Mikrocontroller. Dieser Mikrocontroller existiert als Besonderheit nicht als physische Hardware, sondern ist nur als in Hardwarebeschreibungssprachen wie VHDL und Verilog verfasster sogenannter Softcore verfügbar. Durch die spezielle Optimierung auf die Besonderheiten bestimmter FPGA-Bausteine ist der Logikbedarf dieses Mikrocontrollers gering und bewegt sich je nach Ausbaustufe und Version zwischen rund 700 und über 2000 Slices.

Microblaze ist ein 32 Bit, RISC Mikrocontroller welcher in der Architektur von dem DLX-Mikroprozessor motiviert ist. Es besitzt eine konfigurierbare 3 bis 5 stufige Pipeline, internen Cache, verfügt über einen Interrupt, eine hardwarebasierenden Multiplizierer und optional eine hardwarebasierende Divisionseinheit, eine Gleitkommaeinheit und spezielle Schieberegistereinheiten. Er besitzt mehrere, unterschiedliche Busse welche für den Anschluss von umfangreicher Peripherie und Speicher in einem FPGA vorgesehen sind. Der Prozessor hängt primär an einem FPGA-internen CoreConnect-Bus (auch bekannt als PLB). Zusammen mit optionalem externem Speicher und weiteren Peripherieeinheiten am PLB oder OPB entsteht ein sogenanntes System-on-a-Chip.

Als Entwicklungsystem kommt die GNU Compiler Collection zur Anwendung, welche von Xilinx um eine grafische Oberfläche mit der Bezeichnung EDK ergänzt ist und die Integration in die FPGA-Hardware erleichtern soll. Daneben gibt es noch eine auf der Eclipse basierende Entwicklungsumgebung. Als Betriebssysteme können bei Bedarf µClinux oder RTOS eingesetzt werden.

Neben der kostenpflichtigen Version des Microblaze, welcher durch vertragliche Beschränkungen nur auf FPGA-Bausteinen der Firma Xilinx eingesetzt werden darf, existieren diverse Nachbauten, welche quelloffen und binärkompatibel sind und auch auf FPGAs anderer Hersteller eingesetzt werden dürfen. Beispielsweise der aeMB und der OpenFire. Der aeMB MicroBlaze-Clone steht unter der LGPL Lizenz und verfügt im Gegensatz zu seinen Vorbild über einen bei Opencores ^[1] üblichen so genanntenen Wishbone-Bus, welcher den Anschluss vieler fertiger und meist ebenfalls quelloffener FPGA-IO-Module ermöglicht ^[2].

[Bearbeiten] Einzelnachweise

1. ↑ Opencores IP-Cores, die unter einer Open Source Lizenz veröffentlicht wurden
2. ↑ Wishbone Spezifikation (engl.)

[Bearbeiten] Weblinks

• Webseite von Xilinx zum MicroBlaze
• aeMB - Eine binärkompatible, quelloffene Implementierung in Verilog, unter der LGPL Lizenz
• OpenFire - Eine alternative quelloffene Implementierung des MicroBlaze mit (noch) reduzierten Funktionsumfang (z.B. ohne Hardwaredivision), unter der MIT Lizenz
• Stabile Portierung der 2.4er Reihe des µC-Linux-Kernels für den MicroBlaze (siehe auch µCLinux)