Question

soc系统都不能通过硬件编程语言实现ip核吗

Answer 1

我们现在用的就是Cyclone V的SoC，其实就是把传统的单片机固件全部变灵活了，每个模块都可以用户自己来例化，如果不用FPGA逻辑设计软核的话，HPS这边就相当于一个ARM Cortex A9处理器的芯片而已。对于你的问题，我按照我的理解来回答一下，共同学习：
1、想要得到这个Uart的数据，其实原则上是不需要配置FPGA的Qsys的，因为Uart本来就是HPS这边的外设，ARM是可以直接对其寻址的，就是一个简单的外设。但是为什么每个设计都要配Qsys呢？这是因为Qsys中会帮我们把系统最基础的初始化，比如Sdram控制器初始化、引脚复用等等包装成一个硬件信息，称为handoff。而在SoC启动时，bootrom执行完后必须找到一个叫preloader的映像，这个preloader就是做Sdram初始化等事情的，没错，handoff就是我们用来生成preloader的利器，它仅仅帮我们做了sdram和引脚、地址映射、引脚复用、时钟等基础工作，但是没有这些又是不行的，因此，必须配一个，不过为了方便，只要我们不用到FPGA侧的软核，那么一个preloader可以用在无数个工程中了，不用每次都配。
2、控制台仅仅是用来做调试用的，也不是所有的工程都可以用控制台的tcl脚本来控制，它针对一些特殊历程，如果你是针对FPGA的内容调试，那么你的命令码会在开发环境内部转换为有效数据，直接通过jtag写到板子中去，如果你是针对Hps，也就是ARM侧进行调试，那么你的命令码会转换为地址+数据这样的格式，也是直接写到某个地址上去而已。这个你能明白吗？
3、并不是说对外设的使用简单了，这样做个比较：
现在有三个设备：FPGA芯片、ARM处理器芯片、SoC芯片
FPGA只能用来设计逻辑电路，基本数字运算很快，适合设计一成不变的固件IP核，比如设计一个加法器、一个Flash控制器、ADC控制接口、数字信号处理等等；但没有处理器灵活；
ARM是基于CPU结构的微计算机，可以接受灵活的、千变万化的大型程序，比如设计手机，跑个操作系统如Linux等，但芯片内所有外设都是固件，不能自己定制和修改；
而SoC能够提供给你的，既有FPGA设计的稳定性和简单易用，又有ARM的强大处理和控制功能，并且你需要自定制IP时可以很方便地在FPGA中来实现，然后通过桥接挂在HPS系统下，便成了传统意义的外设，够灵活吧？