FPGA पर एंबेडेड लाइनक्स


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मुझे FPGAs (Altera - केवल दृश्य डिजाइन उपकरण का उपयोग किया गया) के साथ बहुत सीमित अनुभव है।

मैं एक नए प्रोजेक्ट की योजना बना रहा हूं, जिसमें मुझे FPGA की जरूरत है और मैं एक ही बोर्ड पर चलने वाले एक वास्तविक लिनक्स (ज्यादातर टीसीपी संचार के साथ-साथ कुछ डीएसपी) से बहुत लाभ उठा सकता हूं।

मेरा प्रश्न यह है कि क्या कोई अनुशंसित FPGA है जिसके लिए एक समर्थित एम्बेडेड लिनक्स तैयार है? कोई फैंसी ड्राइवर (सिर्फ ईथरनेट, वाईफाई एक प्लस, ...) हो सकता है। मुझे लगता है कि FPGA में बनाया गया एक माइक्रो नियंत्रक होगा (इसका मतलब है कि यह FPGA के बहुत सारे खाएगा और मुझे एक बड़ा FPGA की आवश्यकता होगी)।

जवाबों:


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एक पाठ्यपुस्तक 32-बिट RISC प्रोसेसर कोर, जो लिनक्स के नो-एमएमयू संस्करण को चलाने में सक्षम है, वास्तव में बड़े होने की आवश्यकता नहीं है - आपके लिए आवश्यक वास्तविक संसाधन किसी भी FPGA की तुलना में कहीं अधिक रैम (10 मेगाबाइट) है, इसलिए आप शायद बोर्ड पर एसडीआरएएम चाहते हैं और एफपीजीए में इसके लिए एक नियंत्रक है।

उस ने कहा, यदि आप प्रदर्शन के एक तुच्छ स्तर से अधिक कुछ चाहते हैं, तो आप शायद कुछ अनुकूलन (पाइपलाइनिंग, आदि) के साथ एक कोर चाहते हैं, और यह आकार को कुछ हद तक बढ़ाना शुरू कर देता है। एक पूर्ण mmu जोड़ने से मेमोरी (पुनः) का आवंटन अधिक कुशल हो जाएगा और सामान्य कॉपी-ऑन-राइट फोर्क () व्यवहार को सक्षम करेगा।

दोनों प्रमुख FPGA विक्रेताओं के पास उपलब्ध लिनक्स बंदरगाहों के साथ नरम प्रोसेसर कोर हैं - एक्सिलिनक्स के लिए माइक्रोब्लेज़, अलिसा के लिए एनआईओएस II। आपको संभवतः विशिष्ट प्लेटफ़ॉर्म सिफारिशों के लिए उनके डॉक्स पढ़ने चाहिए क्योंकि यह निश्चित रूप से एक लक्ष्य है जो समय के साथ चलता है। एक तृतीय पक्ष कोर डिजाइन समान प्रदर्शन के लिए कुछ बड़ा हो सकता है, अगर यह अधिक पोर्टेबल तरीके से लिखा गया है और विशेष रूप से किसी दिए गए FPGA परिवार के लिए अनुकूलित नहीं है।

ऐतिहासिक रूप से वहाँ चिप्स उपलब्ध हैं जो कि एक हार्ड प्रोसेसर कोर (अक्सर पावरपीसी) दोनों को कॉन्फ़िगर करने योग्य FPGA कपड़े के क्षेत्र के साथ हैं। एफपीजीए के रूप में एक ही बोर्ड पर एक अलग प्रोसेसर (संभवतः एआरएम) देखने का एक अन्य विकल्प होगा।

बहुत सारा निर्णय इस बात पर निर्भर करेगा कि प्रोसेसर और FPGA को जोड़े जाने की आपको कितनी कड़ी आवश्यकता है। यदि आप कॉन्फ़िगरेशन रजिस्टर और डेटा की एक धारा के लिए समस्या को कम कर सकते हैं, तो यह एक बीपीजीबीओर्ड या रासबेरीपी जैसे एम्बेडेड लिनक्स बोर्ड के यूएसबी होस्ट पोर्ट से एक तेज़ यूएसबी चिप के साथ एक एफपीजीए बोर्ड को लटकाने के रूप में मॉड्यूलर हो सकता है। तंग एकीकरण के लिए, आप एक ही बोर्ड पर FPGA और प्रोसेसर के बाहरी बस में बैठे हो सकते हैं। या कम डेटा दरों के लिए, एक एफपीजीए में एसपीआई रजिस्टर इंटरफ़ेस डालना तुच्छ है, और यूएआरटी इंटरफेस पूरी तरह से सक्षम हैं, हालांकि थोड़ा पेचीदा।

अंत में, सवाल है कि क्या आपको वास्तव में लिनक्स जैसे पूर्ण ऑपरेटिंग सिस्टम की आवश्यकता है, या यदि अधिक "माइक्रो-नियंत्रक आकार" एम्बेडेड टीसीपी स्टैक आपकी समस्या को हल करेगा, जबकि कम मेमोरी की आवश्यकता होगी।


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Xilinx का माइक्रोब्लेज़ लिनक्स को ठीक चलाता है, यह मानते हुए कि यह आपके उद्देश्यों के लिए पर्याप्त तेज़ है - यह केवल सस्ते डिवाइसों में कुछ उच्च 10 MIPS, महंगे परिवारों में 100-200 MIPS करेगा।

Xilinx में एक git रेपो है , या कुछ Xilinx विशिष्ट वितरण हैं। FPGA लचीलापन थोड़ा दर्द के साथ-साथ एक वरदान के रूप में हो सकता है, जैसे कि आपके मेमोरी मैप और IRQ मैपिंग, या यहां तक ​​कि जो भी उपलब्ध हैं perpiherals परियोजना के विकास के दौरान बदल सकते हैं।

पेटालिनक्स में इस तरह की चीज़ों को प्रबंधित करने और आपके नवीनतम और सबसे बड़े सिस्टम डिज़ाइन के आधार पर कर्नेल कॉन्फ़िग के बिट्स को अपडेट करने के लिए स्क्रिप्ट हैं।


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Xilinx की Virtex लाइन में हार्ड-कोर PowerPC के साथ FPGA संस्करण हैं। लिनक्स को पावरपीसी पर चलाना काफी आसान है, मेरे छात्रों ने इसे कई वरिष्ठ डिजाइन परियोजनाओं के लिए किया है। आपके हार्डवेयर डिज़ाइन को भरने के लिए उनके पास अभी भी बहुत सारे विन्यास योग्य कपड़े हैं।

Virtex2 प्रो मूल्यांकन बोर्ड शैक्षिक और शैक्षिक अनुसंधान परियोजनाओं में बहुत आम था। जैसा कि Xilinx ने अपने हाल के औजारों में इस संस्करण चिप के लिए समर्थन छोड़ दिया है, आप काफी सस्ते में एक उठा सकते हैं। मेरा मानना ​​है कि यह 9.x संस्करण तक समर्थित था। हम्म। यह कई साल पहले है, इसलिए शायद मैं थोड़ा उदासीन हूं। किसी भी दर पर, मैं अभी भी इन बोर्डों को इच्छुक छात्रों को पास कर रहा हूं, उन्हें उनके साथ जो कुछ भी करना चाहते हैं, उसके बारे में बताने के लिए।


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अगर मैं ज्यादा गलत नहीं हूँ तो उन्हें वीरटेक्स xilinx.com/onlinestore/v2pro_boards.htm
अली

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@ अलि - मुझे नहीं लगता कि आप गलत हैं, और आपको अपने दावे के लिए एक बहुत विश्वसनीय संदर्भ मिल गया है। कृपया इस तरह की स्थितियों में एक संपादन का प्रस्ताव करने के लिए स्वतंत्र महसूस करें!
केविन वर्मेयर

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एक्टल का स्मार्टफ्यूजन एक हार्ड-आईपी एआरएम कॉर्टेक्स-एम 3 कोर और एक सिंगल चिप डिवाइस में एक उन्नत एनालॉग इंजन के साथ एक एफपीजीए को एकीकृत करता है।

uClinux स्मार्टफ्यूजन के कोर्टेक्स-एम 3 कोर पर काफी अच्छी तरह से चलता है। अधिक जानकारी के लिए इस साइट की जाँच करें


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आपकी समय-सीमा के आधार पर, आप Xilinx की नई Zynq-7000 लाइन को भी देख सकते हैं, जो एक ARM प्रोसेसर को Artix-7 या Kintex-7 के साथ जोड़ती है। Xilinx का दावा है कि वे 2012 की दूसरी छमाही में उत्पादन मात्रा में शिपिंग करेंगे।

अन्य विक्रेताओं के समान उत्पाद हो सकते हैं। मुझे नहीं पता कि जब या जब एक्सिलिनक्स नि: शुल्क आईएसई वेबपैक को ज़िनक समर्थन लाएगा; अभी, वे दावा करते हैं कि आपको ISE एंबेडेड संस्करण की आवश्यकता है।


आपने यह उत्तर समुदाय विकि क्यों बनाया? वह शायद अनावश्यक था।
केविन वर्मर
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