Как мне спроектировать свои собственные процессоры на базе ARM?

У меня есть несколько вопросов о том, как я буду проектировать свой собственный процессор на базе ARM?

• Как начать с лицензии ARM и получить пакет, готовый для пайки на плату?
• Что я получу от ARM (я уверен, что у них есть несколько вариантов лицензий для раздачи - лицензия на архитектуру (стиль Qualcomm Snapdragon) и лицензия на ядро ​​(стиль TI OMAP))?
• Какие инструменты мне нужны, чтобы получить «что-то» от ARM?
• Что я отправляю на завод?
• Я считаю, что только некоторые литейные компании имеют лицензию на травление ядра ARM на кремниевой пластине. Я прав?
• Будучи студентом, могу ли я позволить себе делать это на FPGA? Как мне получить опыт для чего-то подобного?

Вот как компании это делают:

1. Привлечь около 10 миллионов долларов США.
2. Вести переговоры с ARM, чтобы получить лицензию. Это, вероятно, будет стоить как минимум 1 миллион долларов США.
3. Получить файлы дизайна от ARM. Скорее всего, это будет VHDL, Verilog или «зашифрованный» список соединений.
4. Создайте свой собственный чип, используя смесь вашей собственной логики (для периферийных устройств) и того, что дала вам ARM. Этот шаг, вероятно, потребует дорогостоящего программного обеспечения САПР и небольшой команды экспертов. Ожидайте потратить не менее 5 миллионов долларов США и несколько лет.
5. Получите маски, сделанные для самого чипа. Если вы используете какой-либо современный полупроводниковый процесс, то это обойдется примерно в 1 миллион долларов США.
6. Получи сам чип сделанный. Цена варьируется, но должна быть менее 0,5 млн. Долларов США.
7. Отладьте чип, который вы создали, исправьте ошибки, затем вернитесь к шагу 5, пока у вас не появится что-то, что вы сможете продать.

Вот как ВЫ это делаете:

1. Пройдите курс по компьютерной архитектуре на уровне магистратуры в вашем местном университете.
2. Пройдите больше курсов по цифровой логике и прочему.
3. Разработка процессора с нуля в VHDL или Verilog.
4. Дизайн другого процессора с нуля.
5. Посмотрите на набор инструкций ARM и спроектируйте совместимый процессор.
6. Сделайте так, чтобы ваш ARM-совместимый процессор работал в FPGA.
7. Не распространяйте свой исходный код VHDL / Verilog, если вы не хотите, чтобы вас судили.
8. Используйте свой опыт ARM, чтобы написать хорошую диссертацию для вашего доктора философии.
9. Используйте свою докторскую степень, чтобы получить работу в ARM или TI, или кто-либо еще. Затем повторите процесс, используя предыдущие 7 шагов о том, как компания это делает.

Итак, этот список немного насмешливый, но он в основном правильный. Дело в том, что даже не связывайтесь с ARM напрямую, потому что, скорее всего, у вас нет денег. И не делайте ничего, что возбудит против вас иск ARM.

ARM имеет университетскую программу DesignStart . Будучи студентом, вы можете получить доступ только к базовому материалу Cortex-M0. Но если вы действительно заинтересованы, подключите свой факультет, и тогда вы сможете получить доступ к гораздо большему количеству материалов для проектирования (код FPGA Verilog, оценочный IP, симуляции и т. Д.)

Взгляните на это ядро ARM на OpenCores.

ARM Cortex-M1 (вероятно, самый простой из процессоров ARM) - это первый процессор ARM, специально разработанный для реализации в качестве мягкого процессора в ПЛИС. Он оптимизирован для следующих типов FPGA :

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

ARM сама разрабатывает комплект разработки Cortex-M1 для Altera Cyclone III, хотя он стоит немного дороже в $ 625 от DigiKey . Тем не менее, вы получаете все IP ARM Cortex-M1 и лицензию на разработку (плюс бесплатный лицензионный грант на 1000 плат для тех, кто собирается в производство, довольно круто).

Могут быть некоторые варианты для получения IP самостоятельно (возможно, у них есть академическая программа, кто-то еще упомянул университетскую программу, но это было для M0). Тогда вы можете купить плату для разработки отдельно.

Вот еще немного информации о ARM Cortex-M1 на Altera .

Вот некоторая информация о размещении ARM Cortex-M1 на ПЛИС Actel.

Между тем есть некоторый интерес к другим версиям ARM Cortex на FPGA; Вот документ от кого-то, кто внедрил ARM Cortex-M0 на ПЛИС Xilinx.

Теперь вы можете получить доступ к процессору Cortex-M3 (и расширяемой подсистеме AHB / APB) через программу ARM DesignStart.

Опция Eval обеспечивает цель FPGA (поддерживается симуляция, с запутанным RTL ядра, все остальное в Verilog). В настоящее время он предназначен для ARM MPS2 + FPGA с поддержкой mbed.

Версия Pro (доступна только для компаний / университетов, которые могут подписать лицензию) позволяет производить и включает в себя процессорное ядро ​​в Verilog (это касается как Cortex-M0, так и Cortex-M3).