RISC-V与FPGA结合
带来全新设计解决方案
作者：Jim Harrison， 贸泽电子专稿
RISC-V的应用领域
基于RISC-V的处理器可用于诸多应用，
包括成像和传感器接口、军事和航空
航天、物联网 (IoT)、汽车和铁路运输
以及工业控制。RISC-V设计可提供多
种应用所需的高数据吞吐量，这些应
用包括智能嵌入式视觉、混合动力和
电动汽车、无线通信基础设施以及机
器人技术。
采 用其他 内 核 / 指 令 集 架 构 (I S A ) 的
处 理 器 很 少对基 于 网 络 的 安 全攻击
具有免疫力，尤其是涉及物联网应用
时。RISC-V不仅仅依赖于隔离和通信
安全性，还具有其他与众不同的特性，
其中包括计算安全性，以阻止缓冲区
溢出，并保护处理器免受通过网络发
起并利用代码漏洞的网络攻击破坏。
某些RISC-V实现甚至具有针对安全性
关键型和任务关键型设计的高可靠性
和资源。当前，有两个工作组在针对基
本ISA安全扩展进行着讨论，分别围绕
加密扩展和可信执行环境。
可用的应 用程 序特定扩展 还包括有限
脉冲响应 (FIR) 滤波器、CRC32（32位
循环冗余校验）和3DES（三重 数 据加
密 标 准 ）算法 。将 这 些 优化 型密 码 算
法扩展添加到RISC-V内核中，可以 显
著提 升这 些功能的性能，同时 节省大
量功耗 。
实现示例
Microsemi/Microchip有两个现 场
可编程门阵列 (FPG A) 系列（加上一
个耐辐射系列）采用了RISC-V 软核。
它 们 的 M i - V R I S C - V 生 态 系 统 包 括
FPGA软核和片上系统 (SoC) 硬核实
现 。
IGLOO2 FPGA提供5K至150K 逻辑单
元 (L E )，具有 高 性 能 存储 器 子系 统 、
最 大 容量 51 2 K B 的 嵌 入 式 闪 存，2 x
32KB嵌入式SRAM、两个DMA引擎和
两个内存控制器。您可以实现最多16
条收发通道，分别用于外围组件互连
(PCI) Express Gen 2、X AUI/ XGXS+
或 3 . 2 G 的 通 用 e P C S 模 式 。此 器 件
还 具有最 高 5 M b i t 的 S R A M 、4 M b i t
eNVM、DSP模块和667Mbps DDR2/3
硬 控 制 器，以 及 低 至 7m W 的 待 机 功
耗。
低成本的M2GL-EVAL-KIT让我们可以
通 过IGLOO2轻松开发各种嵌 入式应
用，包括开发电机控制、系统管理、工
业自动化和高速串行I/O应用等。该套
件用于开发基于收发器I/O的FPGA设
计，以构建 基 于P C I E x p r e s s 和千兆
以 太网的系统。它符合小型PCIe物理
外形规范，允许使 用任何具有PCIe插
槽的台式PC进行快速原型设计。
PolarFire是逻辑单元为100K至500K
的中端FPGA 系列。此 器 件具有4至24
个 优 化 型 1 2 .7G b p s 收 发器，其 功 耗
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