導(dǎo)航系統(tǒng)SoC芯片設(shè)計(jì)方案分析

可配置FPU對(duì)LEON數(shù)學(xué)運(yùn)算性能的提升極為有效，特別是在運(yùn)算密集型的SoC設(shè)計(jì)中。LEON3的GRFPU相對(duì)于其他常見(jiàn)微處理器的FPU有較大優(yōu)勢(shì)。表2為若干處理器核FPU單元完成浮點(diǎn)運(yùn)算指令需要的處理(延遲)時(shí)鐘周期數(shù)對(duì)比情況。

時(shí)鐘周期數(shù)說(shuō)明：括號(hào)外數(shù)字是指令處理周期數(shù)，即硬件流水線中完成該指令的周期;括號(hào)內(nèi)數(shù)字是指令延遲周期數(shù)，即該指令進(jìn)入流水線至從流水線中輸出結(jié)果所需要的時(shí)鐘周期數(shù)。

3 結(jié)論

作為硬件VHDL代碼開(kāi)源的SPARC架構(gòu)軟核IP微處理器，LEONX(包括LEON2和LEON3)良好的可移植性和可配置性使其成為建立片上系統(tǒng)微處理器的一個(gè)優(yōu)選方案。采用Snapgear Embedded Linux的方案能夠提供一個(gè)從內(nèi)核、庫(kù)文件到常用應(yīng)用程序的驗(yàn)證原型。然而，LEON硬件配置上的改變、升級(jí)需要驅(qū)動(dòng)程序的支持，定制的軟件也需要自主開(kāi)發(fā)。另外，在LEON平臺(tái)上移植并運(yùn)行良好的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)有RTEMS和eCOS，根據(jù)實(shí)際的需求可以靈活選擇這些軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)。

通過(guò)詳盡的對(duì)比測(cè)試，LEON軟核的性能優(yōu)異，在導(dǎo)航系統(tǒng)SoC芯片原型設(shè)計(jì)中得到驗(yàn)證。測(cè)試為基于LEON開(kāi)源可配置軟核的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的軟硬件配置方式提供了有益的參考，特別是集成浮點(diǎn)處理單元FPU的方案。隨著可編程器件規(guī)模的超大型化，實(shí)現(xiàn)高性能且配置靈活的開(kāi)源SoC硬件系統(tǒng)及軟件平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)日益明顯。為制造ASIC提供前期原型論證提供極大方便。