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。