6 LX9 FPGA就可以實(shí)現(xiàn)開源的“J Core”處理器？

如果你了解Hitachi SuperH系列32位精簡(jiǎn)指令集（RISC）微處理器，那么對(duì)于“J Core”就不會(huì)那么陌生了?！癑 Core”是SuperH處理器架構(gòu)的開源版本，是由開源處理器協(xié)會(huì)（OPF）實(shí)現(xiàn)的,采用VHDL語(yǔ)言，執(zhí)行開源免費(fèi)的BSD標(biāo)準(zhǔn)許可證。之所以有這個(gè)開源內(nèi)核的存在是因?yàn)镾uperH處理器的專利已經(jīng)過期了，但是SuperH的商標(biāo)還沒有過期，因此OPF將這個(gè)開源內(nèi)核命名為“J Core”。

我們可以非常容易的在FPGA上實(shí)現(xiàn)一個(gè)“J Core”的實(shí)例，這使得FPGA就像一個(gè)J2處理器，并且兼容SuperH-2處理器的所有指令集。J2處理器內(nèi)核沒有MMU（內(nèi)存管理單元），因此要在FPGA中實(shí)例化它占用的資源非常少，以Xilinx Spartan-6 LX9 FPGA為例只占用了其60%的資源，Spartan-6 LX9 FPGA是Spartan-6系列中資源第二少的FPGA器件。

不管是作為學(xué)習(xí)工具還是真正的處理器都可以采用“J Core”，這也是OPF組織的初衷所在，OPF組織還聲明不久還會(huì)像“J Core”中集成更多的特性?，F(xiàn)在業(yè)內(nèi)有很多處理器架構(gòu)，還有很多開源的32位精簡(jiǎn)指令集（RISC）處理器架構(gòu)（如OpenRISC,LEON，RISC-V等），但是大部分都是用作科研教學(xué)或者目前還處在一個(gè)開源項(xiàng)目的階段，而“J Core”是一款產(chǎn)品化的開源處理器內(nèi)核，它已經(jīng)有了一套完整的開發(fā)工具鏈，有20多年的作為商業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用的歷史，所以不需要擔(dān)心各種bug問題。

當(dāng)然還要指出的是從一款先進(jìn)的處理器角度來看，“J Core”還并不是那么的優(yōu)秀，它沒有內(nèi)存管理單元，不支持浮點(diǎn)數(shù)計(jì)算，線程以及多核機(jī)制等，響應(yīng)速度也不是那么的快，但是它完全支持Linux操作系統(tǒng)，如果你只想要SuperH處理器，那么“J Core”可能不是你正確的選擇。它是一個(gè)用來學(xué)習(xí)的非常好的工具，從中我們可以發(fā)現(xiàn)在一個(gè)非常小的FPGA上就能實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的微處理器內(nèi)核，可以想象更多的資源的FPGA的功能有多強(qiáng)大。

最后向大家推薦一款Xilinx Spartan-6 LX9 FPGA開發(fā)板—MicroBoard，這樣你就可以利用它來實(shí)現(xiàn)和學(xué)習(xí)“J Core”微處理器。這款開發(fā)板是安富利（Avnet）設(shè)計(jì)提供，非常小巧。

圖1 Xilinx Spartan-6 LX9 MicroBoard

LX9 MicroBoard主要特性：

10/100以太網(wǎng)接口

128 Mb Multi-I/O SPI Flash

4-bit DIP 開關(guān)

64MB LPDDR SDRAM

4個(gè) LED

板上 USB JTAG 電路

通過 USB 實(shí)現(xiàn)的過壓和 ESD 保護(hù)

可編程時(shí)鐘芯片

重置和 PROG 按鈕

一些預(yù)制的 MicroBlaze 系統(tǒng)

帶有 Power Good 指示器的單芯片、3 軌 電源

Spartan-6 XC6SLX9-2CSG324C FPGA

2 x Digilent Pmod? 兼容接頭 (2x6)

USB-to-UART 端口

移植“J Core”手冊(cè)：

https://tingcao.wordpress.com/category/lx9-microboard/