何宾，王瑜

（北京化工大学 信息科学与技术学院，北京 100029）

随着嵌入式处理需求的快速增长，单处理器系统复杂度太高且计算能力不足的缺点不能满足需求，嵌入式系统架构开始转向多处理器的协同工作，这样针对同一系统的多任务需求，协同工作的处理器可以充分完成各自管辖的不同功能应用。近年来，FPGA以其高逻辑集成度和内嵌的高性能硬件模块的优势，使得功能强大的芯片多处理（CMP）解决方案成为现实，如今关键问题是如何高效地将各种IP核互联在一起，构成复杂的系统，实现多核处理器的设计。

本文提出了将3个可编程的32位微处理器软核MicroBlaze内嵌到FPGA芯片上，实现了一个运行在FPGA上的基于多处理器软核的可编程片上系统，并对采用PLB总线与FSL总线连接处理器，实现核间通信进行了比较。一个FPGA芯片内部可以使用主从两个或多个MicroBlaze处理器，而FPGA最大的特点就是能够缩短产品开发的周期，它的可编程配置特性可以将系统开发的风险降到最低。而Xilinx公司的MicroBlaze软核处理器的优点在于，不像ARM是由固定的硬芯片来实现，用户可以根据实际系统的需求添加必要的外设来实现基于MicroBlaze的嵌入式可编程片上系统，从而提高了设计的灵活性。

1 系统总体结构设计

系统整体架构如图1所示。本系统是基于MicroBlaze的三核系统，采用嵌入3个32位处理器软核MicroBlaze的SOPC是由Xilinx公司提供的Spartan-3E芯片[1]。

图1 三核处理器互连架构Fig.1 Interconnect architecture of three processor

在本系统中，2个MicroBlaze软核协同处理工作，核间采用PLBv46总线互连，并利用系统自带的XPS_Mailbox核实现核间的通信，第2个核与第3个核之间采用FSL总线实现点对点的通信。……