一直以来公司的硬件部选用的FPGA都是XILINX的，所以做项目时写的程序都是针对XILINX的器件，但是考虑到公司在降成本，将来换Altera的FPGA也不是没有可能，所以最近研究了一下，以前的代码当然大部分
都是通用的，但是项目中用到了XILINX的8bit嵌入式微处理器picoBlaze，这个处理器是专门针对XILINX的器件逻辑资源的结构而设计，占用资源极少，但是无法直接移植到其他厂家FPGA器件上，曾经试图看处理器的源码，但是好几次看了一点就放弃了，因为里面几乎所有模块全是用ISE的原语来实现，太难懂。后来在网上找到picoBlaze的一个克隆版，叫做pacoBlaze，这个全部用Verilog语言写成，因此是可以直接移植的，在XILINX器件上试了，可以用，占用约170个SLICE（约相当于Altera的340个LE），然后直接在QuartusII中测试，结果吓了一跳，竟然用了1500多个LE，结果发现处理器的register_file，scratch ram和stack全部被综合成用寄存器实现，16x8bit的寄存器，64x8bit的ram，32x10bit的stack，这样算下来占用的资源是不少，而在XILINX器件中，这些都可以被综合成分布式RAM，而且分布式RAM对于逻辑资源的利用率很高，例如8个SLICE（约等于16个LE）就能提供16x8bit的RAM，用来实现register_file，如果全部用寄存器来实现，需要128个LE，所以相差很多；后来翻了一下Altera的datasheet，发现他们的FPGA确实不能这么用，如果全部用寄存器来实现，还不如不用（其实scratch_ram可以用块RAM来实现，但是即使这样，register_file和stack占用的资源还是太多）。
解决办法还是有的，register_file用Altera的块RAM生成双口RAM来实现（只用了一个M4K的128bit，有点浪费），但是这个双口RAM是同步的，而XILINX的分布式RAM生成的双口RAM是异步的，中间差了一个时钟，这样原先2个clk执行一条指令变成了3个clk执行一条指令，性能打了折扣，但是速度换面积，不能两全其美；这样就开始在pacoblaze的基础上修改了代码，完成之后，先在XILINX器件上测试了一下（项目中的一个模块，功能稍复杂，用了600多条指令，如果在这个上面测试没有问题，就应该没什么大问题了），没有问题，然后在Altera器件上测试，综合之后只占用了211个LE，但是使用了4个M4K RAM，本来应该只要3个的，register_file，scratch ram和stack各用1个，查看了一下，原来register_file用两个M4K来实现，至于为什么，可以看文档Cyclone II Memory Blocks.pdf的第29页时序图（这种情况对于处理器没有影响），然后试着按这个时序图改写Verilog编码，结果还是用2个M4K来实现，只好用MegaWizard来实现，这样总共用了3个M4K，但是别忘了还有ROM呢，ROM最大支持1024条指令，即1024x18bit，用M4K来实现需要5个，最终总共消耗资源如下图所示
完成之后再开发板上编了一个简单的测试程序，数码管计数，没有问题
处理器的MIPS，这个应该是大家最关心的参数了吧，下面做两个对比吧，对比之前，先区别一下这几个版本的名字：
picoBlaze: XILINX官方原版处理器，占用资源极少，速度极快，但是只能用在XILINX器件上
pacoBlaze: picoBlaze的克隆版，可以移植到其他FPGA上
PSM : 本帖对pacoBlaze进行的修改，可以用于Altera FPGA并且占用较少资源，随便起的名字
对比1：picoBlaze和pacoBlaze在XILINX器件（XC3S700A-4）上速度的对比
picoBlaze : 140M/70MIPS 100 SLICE（约200个LE） 1Kx18bit块RAM 1个
pacoBlaze: 89M/44.5MIPS 179 SLICE（约358个LE） 1Kx18bit块RAM 1个
PSM : 110M/36.7MIPS 148 SLICE (约296个LE） 1Kx18bit块RAM 2个
可以看到，原版的性能超过后面两个许多，并且占用资源也少很多，已经优化到了极致；
对比2：PSM在XILINX器件（XC3S700A-4）和在Altera器件（EP2C5T144C8）上的速度对比
XILINX : 110M/36.7MIPS 148 SLICE (约296个LE） 1Kx18bit块RAM 2个
ALTERA : 75M/25MIPS 211 LE M4K 8 个
上述速度是模块单独综合之后的速度，实际的速度在优化布线之后会比这个快，但是外部连接了IO口之后又会增加延时，例如我在外部添加了两个8位宽的IO端口来控制数码管，最终速度为60M
下面是picoBlaze处理器的一些参数：
寄存器 ：16个8bit通用寄存器
指令宽度 ：18bit
程序空间 ：1Kx18bit
片上RAM ：64byte （PSM为256byte）
中断个数 ：1个可屏蔽中断
IO ：支持256个8位宽的IO端口（需要自己扩展）
picoBlaze只支持汇编语言，官方有一个汇编器，我自己编写了一个转换程序，可以将这个汇编器生成的HEX文
件转换为psm_rom.v并拷贝到psm文件夹下，这个文件会被综合成M4K格式的ROM，开发起来相对比较简单。
压缩包里的文件说明:
KCPSM3.zip —— picoBlaze官方的压缩包
pacoblaze-2.2.zip —— pacoBlaze官方压缩包
pacoblaze3.rar —— 自己誊写的pacoBlaze代码，由于官方的一个文件里面包括了4个版本，并且有很多宏定义
看起来比较乱，所以重新写了一下，只保留了第3个版本，兼容官方的KCPSM3，使用时只
要包含pacoblaze.v就行了，其他文件都被include了
psm.rar —— 自己修改的版本，1条指令周期需要3个CLK，可以移植到其他FPGA上的
psm_altera.rar —— 专用于Altera FPGA的版本，相对于PSM.rar版本，可以减少一个M4K
psm_demo.v —— 自己写的测试程序，实现了一个1s钟的周期中断和16个IO口
psm_rom.psm —— 汇编程序，控制8个数码管显示计数值，每个中断周期计数值加1
汇编器使用：
在PSM文件加下有一个Assembler文件夹，其中KCPSM3.EXE是官方的汇编器，另外有几个文件是这个汇编器必须
的：ROM_form.v，ROM_form.vhd，ROM_form.coe；运行汇编器汇编成功之后会生成许多文件，我自己编写了
一个转换程序psm_asm.exe，这个程序将生成的HEX文件转换为.v文件，这个.v文件可以直接用于工程，每次
修改完汇编程序，运行一下compile.bat，会自动生成.v文件，并将.v文件拷贝到psm文件夹下
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