基于FPGA的SoC创建方案

LiteX 框架为创建 FPGA 内核/SoC、探索各种数字设计架构和创建完整的基于 FPGA 的系统提供了方便高效的基础架构。

简介

LiteX 提供了轻松创建 FPGA 内核/SoC 所需的所有常用组件：

总线（Wishbone、AXI、Avalon-ST）及其互连。

简单内核：RAM、ROM、定时器、UART、JTAG 等。

通过内核生态系统的复杂内核：LiteDRAM、LitePCIe、LiteEth、LiteSATA等......

各种 CPU 和 ISA：RISC-V、OpenRISC、LM32、Zynq、X86（通过 PCIe）等...

混合语言支持 VHDL/Verilog/(n)Migen/Spinal-HDL/etc...

通过各种桥接器和Litescope进行强大的调试基础设施。

通过Verilator直接/快速仿真。

为开源和供应商工具链构建后端。

通过将 LiteX 与内核生态系统相结合，创建复杂的 SoC 变得比使用传统方法容易得多，同时提供更好的可移植性和灵活性：例如，基于 VexRiscv-SMP CPU、LiteDRAM、LiteSATA 构建的多核 Linux SoC与 LiteX 集成，在廉价的改造Acorn CLE215+ Mining Board上运行：

支持的硬件

❝

https://github.com/litex-hub/litex-boards/tree/master/litex_boards/targets

 

典型的 LiteX 设计流程：

                                      +---------------+
                                      |FPGA toolchains|
                                      +----^-----+----+
                                           |     |
                                        +--+-----v--+
                       +-------+        |           |
                       | Migen +-------->           |
                       +-------+        |           |        Your design
                                        |   LiteX   +---> ready to be used!
                                        |           |
              +----------------------+  |           |
              |LiteX Cores Ecosystem +-->           |
              +----------------------+  +-^-------^-+
               (Eth, SATA, DRAM, USB,     |       |
                PCIe, Video, etc...)      +       +
                                         board   target
                                         file    file
                                         
                               

LiteX 已经支持各种软核 CPU：VexRiscv、Rocket、LM32、Mor1kx、PicoRV32、BlackParrot，并且与 LiteX 的核心生态系统兼容：

名称	描述
LiteX-Boards	板支持
精简版DRAM	动态随机存取存储器
LiteEth	以太网
精简版PCIe	PCIe
LiteSATA	SATA
LiteSD卡	SD卡
LiteICLink	芯片间通信
LiteJESD204B	JESD204B
LiteSPI	SPI/SPIFlah
LiteHyperBus	HyperBus/HyperRam
LiteScope	逻辑分析仪

 

使用 LiteX 构建的设计示例：

围绕 LitePCIe 构建并与 LiteX 集成的定制 PCIe SDI 采集/播放板，允许完全控制 SDI 流和极低的延迟。

SDS1104X-E 范围的替代固件/网关：

Forest Kitten 33 上的 HBM2 测试基础设施：

快速入门指南

安装 Python 3.6+ 和 FPGA 供应商的开发工具和Verilator(仿真器，可以不安装)。

安装 Migen/LiteX 和 LiteX 的核心：

wget https://raw.githubusercontent.com/enjoy-digital/litex/master/litex_setup.py
chmod +x litex_setup.py
./litex_setup.py --init --install --user (--user 安装到用户目录) --config=(minimal, standard, full)

需要更新所有存储库：

./litex_setup.py --update

注意：在 MacOS 上，确保您已安装HomeBrew。然后做，brew install wget。

注意：在 Windows 上，您可能必须将SHELL环境变量设置为SHELL=cmd.exe.

安装 RISC-V 工具链（仅当您想使用 CPU 测试/创建 SoC 时）：

pip3 install meson ninja
./litex_setup.py --gcc=riscv

建立目标......：

转到 litex-boards/litex_boards/targets 并执行您要构建的目标。

直接在您的计算机上安装Verilator并测试 LiteX，无需任何 FPGA 板：

在 Linux (Ubuntu) 上：

sudo apt install libevent-dev libjson-c-dev verilator
litex_sim --cpu-type=vexriscv

在 MacOS 上：

brew install json-c verilator libevent
brew cask install tuntap
litex_sim --cpu-type=vexriscv

在板上的串行端口 115200 8-N-1 上运行终端程序。

应该得到如下所示的 BIOS 提示。

 

 

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编辑：黄飞