作者Adam P. Taylor，e2v首席系統工程師

PicoBlaze 是一個緊湊型8位軟核處理器，FPGA工程師可以在他們選擇的賽靈思FPGA將其例化。一旦實現，該核完全位于FPGA架構中，只使用邏輯單元和塊RAM。它不需要額外的易失性或者非易失性內存。

得益于小尺寸的實現，一塊FPGA能夠包含多個PicoBlaze，每個用于實現通常由狀態機創建的控制結構。因此可以減少開發時間，同時可以標準化地生成控制結構。多虧了底層的高性能賽靈思FPGA架構，PicoBlaze通常與許多市面上單獨的8位微處理器兼容。

我們來看一下我們如何在設計利用這個便利的器件。

PICOBLAZE架構

在我們使用這個核前，首先需要了解一下它的架構。PicoBlaze是一個很簡單的8位微處理器，基于RISC架構（見下面圖1）.該處理器有一個12位的地址端口，這意味著它可以尋址多達4096個內存位置。每個地址位置包含一個18位的指令，該指令定義了核必須執行的操作。核的輸入和輸出都通過8位端口（一個輸入，一個輸出）。微處理器還提供了一個8位識別端口，允許讀寫多達256個外設。還有一個可選大小的暫存器，64、128或者256字節。跟所有的微處理器一樣，PicoBlaze包含了一個算術邏輯單元，支持一個中斷。這些功能意味著處理器位FPGA設計工程師提供了許多好處。

PicoBlaze的最重要的一個方面就是它的高確定性本質，就是說執行所有的指令都需要2個時鐘周期，中斷最多在4個時鐘周期內處理。

為什么要使用PICOBLAZE？

FPGA應用通常需要結合并行和時序操作，數據流以并行為主而控制結構的實現以時序結構為主，例如狀態機（見Xcell Journal issue 81, “How to Implement State Machines in Your FPGA”）然而，復雜的控制結構如果用狀態機實現會變得不實用，增加了驗證時間，使得在今后開發周期內的修改變得很困難。復雜的狀態機也需要更多的時間去開發，如果需要一些，這個時間會相當長。

你也可以使用PicoBlaze通過RS232、I2C和SPI進行串行通信控制，事實上，任何你要用一個一般的8位微處理器做的都能用PicoBlaze高性能的實現。工程師們已經使用PicoBlaze實現了控制系統的PID控制器。他們使用I2C、SPI或者并行DAC產生的參考波形有方波、鋸齒波、三角波和更復雜的正弦/余弦波（使用移位和添加CORDIC算法）。

在你的FPGA中例化PicoBlaze微處理器來實現這些順序功能，可以帶來更快的開發時間，開發周期中修改更加簡便。當然，作為一個軟核，PicoBlaze也幫助地址過時事宜，當ASM模塊開發時鼓勵重新使用設計。

注意：這篇文章是 Xcell Daily, issue 89中的“Getting the Most out of Your PicoBlaze Microcontroller”簡短版。關于在你的FPGA中添加PicoBlaze處理器和Zynq SoC設計的詳細信息，見Xcell Daily的全篇文章。

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