LEON處理器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

LEON處理器系列是歐洲航天局的下屬的研究所開(kāi)發(fā)的32位微處理器，應(yīng)用在航天局的各種ASIC芯片內(nèi)。目前有LEON2，LEON3系列。LEON系列處理器是一個(gè)可配置，可綜合適于在

　　SOC設(shè)計(jì)中應(yīng)用的微處理器核。LEON2處理器是一個(gè)使用SPARC V8指令集的32位的RISC處理器，它的源代碼由可綜合的VHDL代碼構(gòu)成。同時(shí)LEON2的性能也很不錯(cuò)，使用Dhrystone2.1的測(cè)試平臺(tái)，LEON可以達(dá)到大約0.85MIPS/MHz。更大的好處是LEON處理器是一個(gè)公開(kāi)源代碼，遵循GNU LGPL協(xié)議。任何人都可以其網(wǎng)站上免費(fèi)下載其硬件代碼和各種開(kāi)發(fā)軟件工具與相關(guān)文檔。并且在自己ASIC項(xiàng)目中使用。

　　LENO2的處理器具有以下的特點(diǎn):

　　內(nèi)部使用了5級(jí)流水線(xiàn)，兼容SPARC V8指令集。

　　具有硬件乘法，除法和MAC的功能。

　　具有分開(kāi)的指令和數(shù)據(jù)cache結(jié)構(gòu)(哈佛結(jié)構(gòu))，可以根據(jù)需求靈活的配置cache的容量，大小范圍是1-64kbyte。

　　片上總線(xiàn)規(guī)范使用了AMBA2.0規(guī)范，支持APB,和AHB標(biāo)準(zhǔn)。

　　具備一些片上常用外設(shè)，包括UART，中斷控制，I/O端口，實(shí)時(shí)時(shí)鐘,看門(mén)狗等。

　　支持硬件調(diào)試功能。

　　圖1是LEON2的結(jié)構(gòu)框圖，虛線(xiàn)部分內(nèi)是LEON2處理器的組成部分。

　　圖1 LEON處理器的結(jié)構(gòu)框圖

　　從上面的介紹可以看出，LEON2的性能相當(dāng)不錯(cuò)，但是作為一個(gè)處理器，除了本身的性能以外，同時(shí)還必須要有高效的編譯器軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，各種應(yīng)用軟件和操作系統(tǒng)的支持。ARM和MIPS在嵌入式的廣泛應(yīng)用，與其背后的高效的軟件編譯開(kāi)發(fā)工具，以及眾多支持ARM和MIPS的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)軟件有很大關(guān)系。很多公司選擇ARM或MIPS，不僅看重微處理器的性能，更大的方面是看重其背后的軟件支持環(huán)境。雖然LEON系列在這一點(diǎn)上不如商用微處理器，但是也是相當(dāng)不錯(cuò)了。和硬件代碼一起，可以下載LECCS，一個(gè)基于GCC的免費(fèi)的C/C++的交叉編譯系統(tǒng)，同時(shí)也可以使用GDB調(diào)試工具做源代碼級(jí)別的調(diào)試。開(kāi)源社區(qū)還提供免費(fèi)的實(shí)時(shí)系統(tǒng)RTEMS,UClinux,eCos等免費(fèi)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。上述實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)都已在LEON2處理器上移植成功了。

　　由于LEON2處理器的源代碼是公開(kāi)的，任何人都可以免費(fèi)得到和使用。很多研究機(jī)構(gòu)和公司沒(méi)有自己的處理器的核，如果去開(kāi)發(fā)，需要大量的人力物力支持，而且附帶的各種軟件編譯器的開(kāi)發(fā)也需要大量的工作，對(duì)于中小型的公司或研究院很難做到。如果通過(guò)購(gòu)買(mǎi)ARM或者M(jìn)IPS的核，通常都需要幾十萬(wàn)美金的許可證的費(fèi)用，同時(shí)以后的產(chǎn)品也必須要付一定的費(fèi)用。而LEON系列處理器就給了這些公司和研究機(jī)構(gòu)另外的一種選擇。雖然在功耗和性能上同常用的ARM,MIPS等處理器還有些不足，但是完全可以使用。LEON處理器是經(jīng)過(guò)了多個(gè)ASIC芯片流片成功的實(shí)踐檢驗(yàn)。目前基于LEON系列的ASIC芯片也有幾十個(gè)項(xiàng)目。