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SoC FPGA:产品开发中的自适应功能剖析

SoC FPGA:产品开发中的自适应性能分析-SoC新器件包括ARM应用处理器和FPGA架构,为推出更高效的产品带来了新机遇。片内调试硬件、FPGA工具和软件调试以及分析工具的创新已经与硬件创新相匹配

  开发东西的意图不仅仅是用于调试杂乱问题,并且还要进步开发功率。有时候,比起有用电源特性,这一方针的达到更取决于规范产品特性的快捷与有用。大部分专业调试器中的一大快捷特性是以寄存器组来闪现存储器映射SoC外设寄存器,包含其称号、比特域和描绘,这与外设文档中的相一致。

  当针对FPGA进行开发时,还要杂乱一些。FPGA供货商通常会供给FPGA硬件库,例如,加密/解密模块、数学算法加快模块和外设控制器等。可是,需求硬件开发人员确定将多少模块归纳到FPGA中,确定在处理器中,它们坐落存储器映射的哪些方位,这意味着,软件调试器不可能当即供给外设寄存器视图。软件开发人员可以手动生成调试器外设描绘视图,可是手动修改十分耗时,并且简略犯错。其解决方法要求在FPGA归纳东西和软件调试器之间进行通讯。Altera QSys体系装备东西为完好的FPGA规划生成外设寄存器描绘文件,ARM DS-5调试器可以主动导入文件,闪现FPGA IP寄存器,看起来它们就像硬核处理器体系的组成部分。

  

  图1:主动生成外设寄存器视图,并在DS-5调试器上进行导入

  体系级功用剖析

  今日,产品开发人员更重视调试功用问题,尽力在相同的硬件上完结更多的功用,或许下降功耗。因而,东西供货商越来越重视功用和功耗剖析东西。

  挑选SoC器材(集成了处理器和FPGA架构)的一个首要原因是可以运用FPGA硬件模块来加快软件作业。例如,可以运用FFT解码器或许FPGA架构中的 DES解密算法来开释处理器,然后让处理器去完结其他使命,或许,进入睡觉状况以节约功耗。关于这些器材,东西应可以检查处理器和FPGA IP模块资源占用率相对水平。然后,规划人员可以运用这些信息来优化体系。

  尽管采用了指令盯梢来优化软件编解码器和其他功用软件,可是,关于运转Linux和Android等操作体系的ARM运用处理器,仍是需求运用ARM DS-5流线功用剖析器等某些特定的剖析东西。ARM DS-5运用在方针中运转的Linux驱动,依照必定的时刻距离对信息进行采样,每次由事情计数器供给捕获的使命切换信息,比如:

  ● 处理器负载等操作体系事情。

  ● 分支误猜测等处理器事情。

  ● 体系事情,这些计数器支撑用户找到体系级瓶颈。

  ● 软件注释,用于陈述感兴趣的事情。

  看到这一信息在一条时刻线上闪现后,开发人员就了解了软件和硬件之间的相互作用。

  关于混合处理器和FPGA器材,可以运用流线剖析器来一起优化硬件和软件。硬件中需求的仅有根本组件是存储器映射寄存器,对每一不同IP模块的利用率进行核算。然后,可以装备流线来访问这些新计数器,闪现其跟着时刻改变的数值,与CPU运用率和其他体系级计数器相关联。

  

  图2:ARM DS-5流线中的时刻线视图。

  对功耗有要求的用户可以经过ARM能耗探针来扩展流线,以便监督并检查方针中某些电源途径上的电压和电流耗费。在FPGA方针上,这些电源线通常是为CPU 子体系、FPGA内核和FPGA I/O供电,可是,他们也会监督整个产品的主电源。仍是经过检查功耗、软件活动和体系利用率之间的联系,以及可以基准测验能耗,开发人员便可以为功耗和电池运用时刻来优化体系。

  定论

  SoC新器材包含ARM运用处理器和FPGA架构,为推出更高效的产品带来了新机遇。片内调试硬件、FPGA东西和软件调试以及剖析东西的立异现已与硬件立异相匹配,因而,开发这些器材以及充分发挥其功率特性优势变得与在固定的AS%&&&&&%器材上开发软件相同简略高效。

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