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一、MicroBlaze 介绍
MicroBlaze 是由 Xilinx 开发的一种可配置的 32 位 RISC 软处理器内核。它作为 FPGA 设计中的 IP 核，通过 Vivado 工具进行配置和集成。MicroBlaze 提供了高度的灵活性，允许开发人员根据应用需求调整处理器的功能、性能和资源占用。它是 Xilinx FPGA 嵌入式系统设计的重要组成部分，尤其适用于需要定制化硬件加速或复杂控制逻辑的应用场景。
二、MicroBlaze 的特点
1. 软核架构
MicroBlaze 是一种软核（soft-core），意味着它完全通过 FPGA 的可编程逻辑实现，而不是像 Zynq 中的 ARM 处理器那样以硬核（hard-core）形式固定在芯片上。
这种软核的设计方式使得 MicroBlaze 可以灵活地适配不同的 FPGA 系列和型号。
2. 32 位 RISC 架构
MicroBlaze 遵循精简指令集计算（RISC）原则，具有高效的指令执行能力和较低的功耗。
支持标准的 32 位数据路径和地址空间，能够满足大多数嵌入式系统的需求。
3. 可配置性
开发者可以根据具体应用需求对 MicroBlaze 进行配置，例如选择是否启用硬件乘法器、浮点单元（FPU）、缓存（Cache）、调试接口等。
这种可配置性使得 MicroBlaze 能够在性能与资源消耗之间取得平衡。
4. 丰富的外设支持
MicroBlaze 可以通过 AXI 总线与其他 IP 核（如 UART、GPIO、SPI、I2C 等）连接，从而构建完整的嵌入式系统。
它支持多种总线协议（如 AXI4、AXI-Lite 和 PLB），便于与外部设备通信。
5. 多语言开发支持
MicroBlaze 支持使用 C/C++、汇编语言或 RTL（寄存器传输级）设计语言进行开发。
使用 C/C++ 编程时，可以借助 Xilinx 提供的 SDK（Software Development Kit）或 Vitis 工具链进行软件开发。
6. 硬件加速能力
在 FPGA 上，MicroBlaze 可以与硬件加速模块协同工作，将计算密集型任务卸载到专用硬件中，从而提高整体系统的性能。
| 特性 | MicroBlaze | Zynq |
| 处理器类型 | 软核（Soft-Core） | 硬核（Hard-Core） |
| 灵活性 | 高度可配置，适合定制化设计 | 固定架构，但支持强大的 ARM 生态 |
| 性能 | 受 FPGA 资源限制，性能相对较低 | 高性能，适合复杂计算任务 |
| 开发工具 | Vivado + SDK/Vitis | Vivado + PetaLinux/Vitis |
| 适用场景 | 嵌入式控制、小型系统 | 高性能嵌入式系统、复杂应用 |
| 硬件资源占用 | 依赖 FPGA 的逻辑资源， 占用较少或较多取决于配置 | 固定占用 FPGA 的硬核资源， 额外的 PL 资源可用 |
| 实时性 | 适合简单的实时任务 | 支持复杂的实时操作系统 （如 Linux、FreeRTOS） |
| 外设支持 | 通过 AXI 总线连接外设，灵活配置 | 内置丰富的外设接口 （如 DDR 控制器、千兆以太网） |
| 功耗 | 功耗较低，适合资源受限的场景 | 功耗较高，适合高性能需求的应用 |
| 典型应用 | 工业控制、传感器管理、简单通信协议处理 | 视频处理、机器学习、复杂嵌入式系统 |
三、开发流程
最终搭建的工程如上图所示。可输出两路apb信号
1. 硬件设计阶段
01.使用 Vivado 创建 FPGA 工程
02.添加 MicroBlaze IP 核
03.配置 MicroBlaze 的参数（如缓存大小、总线类型、外设接口等）
04.时钟配置（可以选择差分时钟或单端时钟输入）
时钟复位设置：低有效复位
05.存储器或外设连接
将 MicroBlaze 与其他 IP 核（如存储器、外设）连接，我的工程需要两路apb信号，因此我使用了AXI Interconnect 和axi_apb_bridge桥进行数据的转换。
06.地址设置
2. 软件开发阶段
01.导出硬件设计文件到 SDK 或 Vitis 工具链。
02.编写 C/C++ 程序来实现系统功能。
由下图仿真波形可见，使用MicroBlaze 实现了正确的数据写入
03.使用调试工具（如 JTAG 接口）进行代码调试和优化。