Leon2處理器IP核技術(shù)（一）

(1)寄存器窗口

它是SPARC的最大技術(shù)特點(diǎn)。SPARC處理器包括兩種寄存器：一種是通用寄存器，另一種是控制／狀態(tài)寄存器。IU的通用寄存器叫r寄存器。一個(gè)IU的實(shí)現(xiàn)可能包括40~520個(gè)32位r寄存器。這些寄存器又被分成8個(gè)全局寄存器，再加上2~32個(gè)與實(shí)現(xiàn)有關(guān)的16位寄存器組，每一個(gè)寄存器組又進(jìn)一步分為8個(gè)輸入寄存器和8個(gè)輸出寄存器。圖2是一個(gè)8窗口寄存器結(jié)構(gòu)示意圖。在任何一個(gè)時(shí)刻，一條指令只能訪(fǎng)問(wèn)8個(gè)全局寄存器和由當(dāng)前窗口指針(CWP)指定的當(dāng)前窗口。這個(gè)窗口是由8個(gè)輸入寄存器、8個(gè)局部寄存器和8個(gè)輸入寄存器構(gòu)成。從圖2中可以看出，兩個(gè)相鄰窗口的入和出寄存器是共享的。當(dāng)前是按窗口號(hào)順序(或前或后)轉(zhuǎn)換的，正好上一次的輸出寄存器成為當(dāng)前窗口的輸入寄存器，這樣可以減少存儲(chǔ)器讀寫(xiě)和運(yùn)行時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)。

(2)支持的數(shù)據(jù)格式

基本有三種：8／16／32／64位有符號(hào)整數(shù)、8／16／32／64位無(wú)符號(hào)整數(shù)、32／64／128位浮點(diǎn)數(shù)。浮點(diǎn)數(shù)格式符合ANSI／IEEE Standard 754-1985。

(3)Traps

它是一種矢量化的、通過(guò)一個(gè)包含每個(gè)陷阱句柄的前4條指令的特殊陷阱表，將控制轉(zhuǎn)向監(jiān)視軟件。陷阱種類(lèi)有精確陷阱、延遲陷阱和中斷陷阱。

(4)指令集

所有指令都編碼成32位格式，可以分成六個(gè)基本的類(lèi)型，一共有72條指令。六種基本的指令分別是：①Load／store；②Arthmetic／logical／shift；③Control transfer；④Read／write control register；⑤Floating-point operate；⑥Coprocessor operate。

(5)存儲(chǔ)器模式

SPARC的存儲(chǔ)器模型定義了存儲(chǔ)器操作的語(yǔ)義，指定了處理器發(fā)射出這些操作的順序與這些指令被存儲(chǔ)器執(zhí)行的順序是如何進(jìn)行關(guān)聯(lián)的。標(biāo)準(zhǔn)的存儲(chǔ)器模型叫作TSO(Total Store Ordering)，所有的SPARC實(shí)現(xiàn)必須提供這個(gè)模型；另一個(gè)模型叫作PSO，它可以提供更高性能的存儲(chǔ)系統(tǒng)。