Làm cách nào để thiết kế bộ xử lý dựa trên ARM của riêng tôi?

Tôi có một số câu hỏi về cách tôi sẽ thiết kế CPU dựa trên ARM của riêng mình?

• Làm thế nào để bắt đầu với một giấy phép ARM và kết thúc với một gói sẵn sàng để được hàn vào bảng?
• Tôi nhận được gì từ ARM (Tôi chắc chắn họ có nhiều tùy chọn giấy phép để xử lý - Giấy phép Kiến trúc (kiểu Qualcomm Snapdragon) và Giấy phép lõi (kiểu TI OMAP))?
• Tôi cần tiến hành những công cụ nào khi tôi có 'cái gì đó' từ ARM?
• Tôi gửi cái gì cho fab?
• Tôi tin rằng chỉ có một số nền tảng nhất định được cấp phép để khắc lõi ARM trên một wafer silicon. Tôi có đúng không
• Là một sinh viên, tôi có thể đủ khả năng để làm điều này trên một đồ họa không? Làm thế nào để tôi có được kinh nghiệm cho một cái gì đó như thế này?

Đây là cách các công ty làm điều đó:

1. Tăng khoảng 10 triệu đô la Mỹ.
2. Đàm phán với ARM để có giấy phép. Điều này có thể sẽ có giá ít nhất 1 triệu đô la Mỹ.
3. Lấy các tập tin thiết kế từ ARM. Nó có thể sẽ ở một số dạng VHDL, Verilog hoặc một danh sách mạng "được mã hóa".
4. Thiết kế chip của riêng bạn bằng cách sử dụng hỗn hợp logic của riêng bạn (cho các thiết bị ngoại vi) và những gì ARM đã mang lại cho bạn. Bước này có thể sẽ yêu cầu một số phần mềm CAD đắt tiền và một nhóm nhỏ các chuyên gia. Dự kiến ​​sẽ chi ít nhất 5 triệu đô la Mỹ và vài năm nữa.
5. Lấy mặt nạ làm cho chip. Nếu bạn sử dụng bất kỳ quy trình bán dẫn hiện đại nào thì nó sẽ có giá khoảng 1 triệu USD.
6. Lấy con chip tự làm. Giá khác nhau, nhưng nên dưới 0,5 triệu USD.
7. Gỡ lỗi con chip bạn đã tạo, sửa lỗi, sau đó quay lại Bước 5 cho đến khi bạn có thứ gì đó mà bạn có thể bán.

Đây là cách BẠN làm điều đó:

1. Tham gia một khóa học kiến ​​trúc máy tính cấp độ sau đại học tại địa phương của bạn.
2. Tham gia nhiều khóa học về logic kỹ thuật số và bất cứ điều gì khác.
3. Thiết kế CPU từ đầu trong VHDL hoặc Verilog.
4. Thiết kế CPU khác từ đầu.
5. Nhìn vào tập lệnh ARM và thiết kế CPU tương thích.
6. Làm cho CPU tương thích ARM của bạn hoạt động trong một đồ họa.
7. Không phân phối mã nguồn VHDL / Verilog của bạn trừ khi bạn muốn bị kiện.
8. Sử dụng kinh nghiệm ARM của bạn để viết một luận án tốt cho tiến sĩ của bạn.
9. Sử dụng tiến sĩ của bạn để có được một công việc tại ARM, hoặc TI, hoặc bất cứ ai. Sau đó lặp lại quy trình bằng 7 bước trước đó về cách một công ty thực hiện nó.

Ok, vì vậy danh sách này là một ít nói nhưng về cơ bản là chính xác. Vấn đề là, thậm chí đừng bận tâm đến việc giao dịch trực tiếp với ARM vì tỷ lệ cược là bạn không có tiền. Và đừng làm bất cứ điều gì sẽ khiến bạn bị ARM kiện.

ARM có Chương trình Thiết kế Đại học . Là sinh viên, bạn chỉ có thể truy cập tài liệu Cortex-M0 cơ bản. Nhưng nếu bạn thực sự quan tâm, hãy lôi kéo giảng viên của bạn tham gia và sau đó bạn có thể có quyền truy cập vào nhiều tài liệu thiết kế hơn (mã Verilog FPGA, IP đánh giá, Mô phỏng, v.v.)

Hãy xem lõi ARM này trên OpenCores.

ARM Cortex-M1 (có lẽ là bộ xử lý ARM đơn giản nhất) là bộ xử lý ARM đầu tiên được thiết kế đặc biệt để thực hiện như một bộ xử lý mềm trong các GPU. Nó được tối ưu hóa cho các loại FPGA sau :

Actel (M1 ProASIC3 and M1 Fusion)
Altera (Cyclone-II, Stratix-III)
Xilinx (Spartan-3, Virtex-5)

Bản thân ARM đang chế tạo Bộ công cụ phát triển Cortex-M1 cho Altera Cyclone III mặc dù nó có giá hơi thấp với $ 625 từ DigiKey . Mặc dù vậy, bạn nhận được tất cả IP ARM Cortex-M1 và giấy phép để phát triển (cộng với khoản tiền bản quyền miễn phí cho 1000 bảng cho những người sắp sản xuất, khá tuyệt).

Có thể có một số tùy chọn để tự nhận IP (có lẽ họ có chương trình học, một người khác đã đề cập đến chương trình đại học, nhưng đó là cho M0). Sau đó, bạn có thể mua một bảng phát triển riêng.

Dưới đây là một số thông tin về ARM Cortex-M1 trên Altera .

Dưới đây là một số thông tin về việc đưa ARM Cortex-M1 lên Actel FPGA.

Trong khi đó, có một số quan tâm đến các phiên bản khác của ARM Cortex trên FPGA; đây là bài báo của một người đã triển khai ARM Cortex-M0 trên Xilinx FPGA.

Bây giờ bạn có thể có quyền truy cập vào bộ xử lý Cortex-M3 (và hệ thống con AHB / APB có thể mở rộng) thông qua chương trình DesignStart của ARM.

Tùy chọn Eval cung cấp một mục tiêu FPGA (hỗ trợ mô phỏng, với RTL bị xáo trộn của lõi, mọi thứ khác trong Verilog). Điều này hiện đang nhắm mục tiêu ARM MPS2 + FPGA, với sự hỗ trợ mbed.

Phiên bản Pro (chỉ có sẵn cho các công ty / trường đại học có thể ký giấy phép) cho phép sản xuất và bao gồm lõi bộ xử lý trong Verilog (bao gồm cả Cortex-M0 và Cortex-M3).