Estoy haciendo un estudio sobre la interconexión de la FPGA con microprocesadores como el ARM9.
En mi estudio encontré el concepto de procesadores de núcleo blando y núcleo duro. ¿Puedo saber cuál es la comparación entre estos dos tipos, las similitudes y diferencias en la aplicación?
El núcleo blando se implementa en el tejido de la FPGA, mientras que el duro se implementa igual que cualquier circuito integrado, pero conectado al tejido de la FPGA. La comparación generalmente se reduce a:
Procesadores de núcleo duro - 100's de MHz hasta 1GHz+ de velocidad
Procesadores de núcleo blando - 250MHz y menos (normalmente menos de 200MHz)
En los últimos años, ha habido un gran movimiento hacia los procesadores duros principalmente debido a la necesidad de un procesamiento más rápido que los núcleos blandos no pueden proporcionar. Cuando se pone un procesador de núcleo duro con el tejido de la FPGA, normalmente se puede permitir el procesamiento de una gran cantidad de datos, lo cual es necesario para las aplicaciones de infraestructura de comunicaciones (muchos GB de datos pasando), por ejemplo.
Un procesador de núcleo blando es un procesador implementado utilizando el tejido de la FPGA.
Un procesador de núcleo duro es un procesador que realmente está implementado físicamente como una estructura en el silicio.
Básicamente, se puede añadir un procesador de núcleo blando a un sistema basado en FPGA una vez que ya está diseñado. Sin embargo, para añadir un procesador de núcleo duro se necesita una FPGA diferente o un chip adicional en la placa.
Siempre que sea posible, se prefieren los procesadores de núcleo duro, ya que la relación precio/potencia de una CPU de hardware es mucho mejor. La implementación de una CPU en el tejido de la FPGA requiere muchos recursos, sobre todo si se desea una gran potencia de cálculo. La CPU de hardware equivalente es probablemente mucho más barata.
El hardware de la CPU no sólo es mucho más barato, sino que también es probable que sea mucho más eficiente energéticamente. En las plataformas que funcionan con baterías, la eficiencia es crucial para que éstas duren mucho tiempo. Las puertas que no se utilizan en una FPGA a veces pueden apagarse, pero normalmente hay muchos más circuitos activos en un procesador de núcleo blando que en una CPU de hardware diseñada a propósito. Todo ese silicio potencial de la FPGA consume energía.
Los términos "duro" y "blando" también pueden referirse a la descripción de hardware utilizada y no sólo a si el núcleo está implementado en el tejido (véase ARM's "Macroprocesadores duros" ) Esta página Western Design Center, Inc. ofrece un ejemplo de este uso: "ASIC (núcleo duro GDSII optimizado manualmente y núcleo blando Verilog RTL), y FPGA (núcleo blando Verilog RTL)". El contexto FPGA puede excluir este uso de los términos (aunque blob binario/LUT-inicialización-valores vs. RTL parece análogo).
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