ソフトコアプロセッサVSハードコアプロセッサ

ARM9などのマイクロプロセッサとのFPGAインターフェースの研究を行っています。

私の研究では、ソフトコアとハードコアプロセッサの概念に出くわしました。これら2つのタイプの比較を教えてください。実装の類似点または相違点

ソフトコアはFPGAファブリックに実装され、ハードはFPGAファブリックに接続されたままの集積回路と同じように実装されます。通常、比較は次のように要約されます。

ハードコアプロセッサ-100 MHzから最大1 GHz +の速度

• ファブリックの速度に制限されず、最適化されているため、処理速度がはるかに速くなります。
• 修正され、修正できません（ただし、FPGAファブリックのカスタムロジックを処理に利用できます）

ソフトコアプロセッサ-250MHz以下（通常200MHz未満）

• 特定の要件、より多くの機能、カスタム指示などに簡単に変更および調整できます。
• 複数のコアを使用できます（リソースのコストがかかります）
• ファブリックの速度によって制限されます。

近年、主にソフトコアでは提供できない高速処理の必要性から、ハードプロセッサへの大きな動きがあります。FPGAファブリックにハードコアプロセッサを配置すると、通常、たとえば通信インフラストラクチャアプリケーション（大量のデータが通過するGB）に必要な大量のデータの処理を有効にできます。

ソフトコアプロセッサは、FPGAファブリックを使用して実装されたプロセッサです。

ハードコアプロセッサは、実際にはシリコンの構造として物理的に実装されているプロセッサです。

基本的に、FPGAベースのシステムが既に設計されている場合、FPGAベースのシステムにソフトコアプロセッサを追加できます。ただし、ハードコアプロセッサを追加するには、別のFPGAまたはボード上の追加チップが必要です。

ハードコアCPUの価格/計算能力の比がはるかに優れているため、可能な場合はハードコアプロセッサが優先されます。FPGAファブリックにCPUを実装することは、特に大量の計算能力が必要な場合、非常にリソースを消費します。同等のハードウェアCPUは、おそらくはるかに安価です。

ハードウェアCPUがはるかに安価であるだけでなく、エネルギー効率もはるかに高い可能性があります。バッテリー駆動のプラットフォームでは、バッテリーの寿命を長くするには効率が非常に重要です。FPGAの未使用のゲートをオフにすることもできますが、通常、ソフトコアプロセッサには、目的設計のハードウェアCPUよりもはるかに多くのアクティブな回路があります。その潜在的なFPGAシリコンはすべて電力を消費します。