精简开源的RISC-V处理器核心，超过6年的FPGA集成经验-易灵思

引领嵌入式计算的RISC-V处理器

Sapphire SoC系列

易灵思的 Sapphire SoC 系列 RISC-V 处理器提供了多种选择，能够满足从超小型软核（Sapphire Lite SoC）到高度可配置软核（Sapphire SoC），再到具备 1 GHz 处理能力的硬核（高性能 Sapphire SoC）的各种设计需求。Sapphire SoC 具备用户可配置的高性能特性，并支持可选的内存控制器。通过 IP Manager，您可以根据需求配置所需的外设。这种灵活性使 Sapphire SoC 成为各种嵌入式应用的理想选择。

易灵思 RISC-V SoC 配备 32 位 CPU，采用 RISCV32I 指令集架构，支持 M、A、F、D 和 C 扩展，具备六个流水阶段（取指、注入、解码、执行、存储和回写），并且功能可根据需求进行配置。

Sapphire SoC 系列 RISC-V 处理器的优势

节能高效

易灵思 FPGA 采用小型化架构，在提供所需性能的同时保持低功耗，非常适合集成到嵌入式系统中。

易于使用

通过 IP Manager 配置 Sapphire SoC，该工具提供直观易用的图形用户界面 (GUI)，用户可以选择所需的外设数量以及 CPU 功能。

自定义指令

Sapphire SoC 支持自定义指令接口，您可以通过定制硬件逻辑加速软件功能。

板级支持包 (BSP)
自动生成

在定制 SoC 生成时，软件会自动创建一个板级支持包 (BSP)。使用该 BSP 开发嵌入式软件应用。

Linux 兼容

Sapphire SoC 提供集成的 Buildroot 工具链，自动化的 Linux 内核树生成器，以及驱动程序、用户空间和库示例。

硬核与软核 SoC

Sapphire SoC 系列的 RISC-V 处理器提供了多种选择，从小型软核到具备 1 GHz 性能的硬核处理器。

动态示例设计创建

Sapphire SoC 在用户生成 SoC 后创建示例设计，用户只需编译并编程比特流即可开始开发。示例设计支持 T120F324、Ti60F225 和 Ti180J484 开发套件。

系统管理与通信协议支持

Sapphire SoC 支持 Baremetal、FreeRTOS 和 Linux 解决方案，所有功能均可在单一硬件平台上实现。还支持用户数据报协议 (UDP)、传输控制协议 (TCP)、低功耗蓝牙 (BLE) 和 Wi-Fi。

全面的 RISC-V 处理器系列

高性能的硬核 Sapphire RISC-V SoC 提供了多种外设支持接口，如内存控制器、直接内存访问通道、定制指令和 I/O 设备。您可以通过在 IP Manager 中配置 SoC 来选择所需的接口。

4 个 VexRiscv 处理器，具有 6 个流水阶段（取指、注入、解码、执行、存储和回写），支持在机器模式下进行中断和异常处理
高达 1 GHz 系统时钟频率
16 KB 的片上 RAM，带有 SPI Flash 启动加载器
支持 LPDDR4x 内存控制器
- 支持最大 3.7 GB 的内存模块
- 用户可配置的外部内存总线频率
- 1 个全双工 512 位的 AXI4 接口用于与外部内存通信
1 个 128 位数据宽度的 AXI 主通道用于用户逻辑
1 个 AXI 从通道用于用户逻辑

每个核心包括：
- 4 路 16 KB 数据和指令缓存
- 浮点运算单元 (FPU)
- Linux 内存管理单元 (MMU)
- 支持自定义指令接口，提供 1,024 个 ID 以执行各种功能
支持 RISC-V 扩展，如整数、乘法、原子操作、压缩、单精度和双精度浮点数
带有 8 个硬件断点的 JTAG 调试模块
外设：
- 2 个用户定时器
- 24 个用户中断

此 SoC 仅在特定型号的 FPGA 中可用，具体支持的器件请参阅钛金系列。

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Sapphire SoC 是一款通用的、用户可配置的软核 SoC，支持各种嵌入式应用。

1 至 4 个（用户可选择）VexRiscv 处理器，具有 6 个流水阶段（取指、注入、解码、执行、存储和回写），支持在机器模式下进行中断和异常处理
20 至 400 MHz 系统时钟频率
1 至 512 KB 片上 RAM，带有 SPI Flash 引导加载程序
支持 DDR3、LPDDR4x 或 HyperRAM 内存的内存控制器
- 支持 4 MB 至 3.5 GB 的内存模块大小
- 用户可配置外部内存总线频率
- 1 个半双工 AXI3 接口（最高 512 位）或 1 个全双工 AXI4 接口（最高 512 位），用于与外部内存通信
- 400 MHz DDR3 时钟频率，800 Mbps
- 1089 MHz LPDDR4x 时钟频率，2178 Mbps
- 250 MHz HyperRAM 时钟频率，500 Mbps
最多支持 2 个 AXI 主通道，用于用户逻辑，数据宽度从 32 位到 512 位
1 个 AXI 从通道用于连接用户逻辑

包含可选的多路指令和数据缓存
包含可选的浮点单元（FPU）
包含可选的 Linux 内存管理单元（MMU）
包含可选的自定义指令接口，支持 1,024 个 ID 执行各种功能
支持原子与压缩等 RISC-V 可选扩展指令集
APB3 外设：
- 最多 32 个 GPIO
- 最多 3 个 I²C 主控制器
- Clint 定时器
- 平台级中断控制器（PLIC）
- 最多 3 个 SPI 主控制器
- 最多 3 个用户定时器
- 最多 3 个 UART（支持 115,200 波特率）
- 最多 5 个从设备外设
- 最多 8 个用户中断

这款 SoC 适用于所有 Trion® FPGA（T4 除外）、所有钛金系列® FPGA

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Sapphire Lite SoC 体积最小，非常适合微控制器应用。在最简配置下，它使用的逻辑单元（LE）少于 4K。此精简版本非常适合只需要少量处理能力的场景。

支持的功能

单核软核 VexRiscv 处理器（RV32IM），具有 6 个流水阶段（取指、注入、解码、执行、存储和回写），支持在机器模式下进行中断和异常处理
优化了体积，LE 可低于 4K
可定制的片上 RAM、缓存和 APB3 外设
可运行 FreeRTOS
1 个半双工 AXI3 接口（最高 512 位）或 1 个全双工 AXI4 接口（最高 512 位），用于与外部内存通信
内部存储器性能为 0.7 DMIPS/MHz

限制

不支持自定义指令
不支持原子扩展
不支持压缩扩展
不支持浮点单元（FPU）
不支持内存管理单元（MMU）（不支持 Linux）

这款 SoC 适用于所有 Trion® FPGA（T4 除外）、所有钛金系列® FPGA

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Primus软件支持

Sapphire SoC 系列 RISC-V 处理器完全支持 Primus 软件，该软件提供了从 RTL 设计到比特流生成的完整工具链，包括综合、布局与布线、调试和时序分析。该软件具有图形用户界面（GUI），提供可视化方式来新建工程、使用工具链并查看结果。软件还提供了命令行模式和 Tcl 命令控制台。软件生成的比特流文件可配置钛金系列和 Trion 器件。该软件支持 Verilog HDL 和 VHDL 语言。