揭开FPGA嵌入式处理器软件开发的神秘面纱

　　电子发烧友网核心提示：本文将为软件工程师揭开FPGA 的神秘面纱，主要介绍了如何为 FPGA嵌入式处理器开发软件的一些实用技巧。

　　随着产品设计复杂性的增加，需要使用集成组件（如特定于应用的标准产品——ASSP）来满足设计上的要求。几年前，工程师会针对处理器、存储器和外设选择单独的组件，然后通过分立逻辑器件将这些元素拼合到一起。后来，他们会搜索ASSP处理系统目录，试图找出最相称的组合，以满足系统要求。当他们需要其他逻辑或外设时，通常会将某个FPGA与某个ASSP配对来完成解决方案。的确，调查表明 FPGA在目前全部嵌入式系统中的使用比例占50%?70%。

　　在过去的几年中，FPGA的尺寸有了增加，在单个器件中提供了足够的空间来容纳完整的处理器和逻辑系统。现在，软件工程师需要为FPGA内部的处理器开发和调试代码。在有些情况下，他们害怕这么做。不过，通过掌握FPGA基础知识并了解如何创建和调试用于FPGA嵌入式处理器的代码可以让他们坦然面对。

　　FPGA是什么？

　　现场可编程门阵列（field-programmable gate array，FPGA）是一种集成电路，其中包含的逻辑可以在制造后进行配置和连接（即“现场模式”）。在这方面，过去工程师会从产品目录中购买各种逻辑 器件，然后通过印刷电路板上的连接将它们组装成一个逻辑设计，而现在的硬件设计人员可以在单个器件中实施完整的设计。形式最简单的FGPA中包括：

　　● 由与、或、非及其他许多逻辑函数组成的可配置逻辑块

　　● 使逻辑块可以连接到一起的可配置互连功能

　　利用这些元素，用户可以创建任意逻辑设计。

　　硬件工程师通常用HDL（一般是Verilog或VHDL）编写代码，然后将设计汇编到一个对象文件中，该文件可加载到器件中供执行。在表面上，HDL程序可能看起来很像C语言之类的高级语言。例如，用下面以Verilog编写的8位计数器的实现为例。其中可以看到许多目前的高级语言中的构造：