2.2 可配置性及可擴(kuò)展性

2.2.1 可配置性

ARC EM系列的可配置性針對不同的應(yīng)用需要有不同的功能需求。固定功能的芯片結(jié)構(gòu)或許可以面面俱到，但是在將其設(shè)計投入產(chǎn)品之后，某些部分的功能可能完全沒有使用到的機(jī)會，但即使沒有使用，開發(fā)商仍需支付這些“多余”部分的成本，這就造成了浪費。與之相對應(yīng)的，ARC EM可根據(jù)應(yīng)用“量身剪裁”，提供更加節(jié)省資源的解決方案。ARC EM既支持對可選擇功能部件進(jìn)行可配置，還支持對相關(guān)功能部件的屬性參數(shù)根據(jù)應(yīng)用需求進(jìn)行配置。ARC EM的可配置性具體如下。

處理器基本配置：地址總線寬度、程序指針PC寬度、循環(huán)計數(shù)器寬度、復(fù)位暫停、大小端、中斷向量表復(fù)位基地址。

寄存器配置：寄存器數(shù)量、寫口數(shù)量、寄存器組（Bank）以及備份組中寄存器數(shù)量。

總線接口協(xié)議：根據(jù)應(yīng)用需求，ARC EM可進(jìn)行4種總線接口的配置（BVCI和不同版本的AHB）。

中斷：可對處理器內(nèi)核可獲取的中斷個數(shù)以及外部中斷管腳、中斷優(yōu)先級以及快速中斷等進(jìn)行配置。

Cache或外存訪問主端：處理器可以通過Cache或者外存接口主端訪問外存，并可對Cache大小、關(guān)聯(lián)度等參數(shù)進(jìn)行配置。

CCM：緊耦合存儲器可配置大小和從端訪問接口。

JTAG接口：支持2線和4線JTAG協(xié)議，能夠訪問所有內(nèi)核資源。其中，2線JTAG是一個可選的接口組件，作為標(biāo)準(zhǔn)的4線JTAG的補(bǔ)充。

Debug接口：外部主機(jī)（或調(diào)試器）使用調(diào)試端口接口訪問處理器資源，包括內(nèi)部寄存器和整個存儲器空間。在實際設(shè)計中，既可以從JTAG調(diào)試端口進(jìn)行訪問，也可以只是連接到仿真模型進(jìn)行驗證（使用-fast_rascal選項）。

定時器：Timer0、Timer1及RTC（Real-Time Counter）計數(shù)器都可以根據(jù)需要進(jìn)行配置。

其他：還可以根據(jù)應(yīng)用需要，配置以下特性，代碼保護(hù)、堆棧保護(hù)、存儲保護(hù)MPU、實時程序追蹤、硬件斷點和觀察點、性能監(jiān)視器、看門狗定時器、存儲器錯誤保護(hù)、DSP指令支持、FPU指令支持、用戶AUX接口等。

在標(biāo)準(zhǔn)指令集基礎(chǔ)上，ARC EM還提供6組可選的指令集包給用戶，用戶可根據(jù)應(yīng)用需求來進(jìn)行配置。ARC EM處理器提供了一套完整的流程用來配置指令集，從而能夠在性能、復(fù)雜性、工作頻率、能耗間達(dá)到適當(dāng)?shù)钠胶狻RC EM系列還包含了大量的配置檢查功能以及工具鏈，程序庫支持，能即時反饋，加快和優(yōu)化處理器配置。表2-1總結(jié)了ARC EM指令集支持的可配置選項。詳細(xì)的指令集介紹參見第3章。關(guān)于使用工具對ARC處理器進(jìn)行配置，及配置過程對軟件開發(fā)的影響等內(nèi)容，參見第10章。

2.2.2 用戶可擴(kuò)展性

ARC EM系列處理器提供了一個APEX接口支持可擴(kuò)展性，針對目標(biāo)應(yīng)用，用戶可通過APEX向?qū)Ш芊奖愕貫樘幚砥魈砑佑布蓸O大地改善性能、功耗和面積。

用戶可使用APEX接口，通過添加專用指令、通用擴(kuò)展寄存器和具有特殊訪問權(quán)限的輔助寄存器、狀態(tài)代碼和標(biāo)志來擴(kuò)展處理器體系結(jié)構(gòu)。

支持用戶添加信號用于集成外部設(shè)備，如擴(kuò)展第三方知識產(chǎn)權(quán)IP。此功能可以使數(shù)據(jù)從外部IP直接向處理器發(fā)送數(shù)據(jù)和指令，而不需要通過總線。

APEX包含一個或多個指令、通用或輔助寄存器、條件代碼或信號。APEX存儲在一個擴(kuò)展程序庫中，可以通過拖曳的方式添加到模型中。

1.APEX的優(yōu)點

APEX允許用戶將自定義指令添加到現(xiàn)有的處理器框架中，而不用擔(dān)心控制邏輯以及指令將作何處理。

使用APEX可接入第三方的IP或用戶之前的設(shè)計，并且不需要構(gòu)建總線或其他硬件處理器指令即可直接訪問。例如，一個獨立的DSP協(xié)處理器可以直接集成在處理器級別，而不需要考慮總線、相關(guān)延遲和流水線問題。

APEX很難被破解，因此可使用戶的代碼更安全。

2.APEX特點

1）擴(kuò)展指令用以實現(xiàn)自定義功能。例如，自定義加法器，以緩解應(yīng)用程序代碼中的瓶頸。

2）擴(kuò)展通用寄存器。這些擴(kuò)展寄存器可用于所有的指令，通常用來處理經(jīng)常變化和必須快速訪問的信息。

3）擴(kuò)展輔助寄存器可通過軟件使用LR和SR指令訪問，通常在不經(jīng)常更改及不需要快速訪問的情況下使用。

4）根據(jù)處理器標(biāo)志的值或標(biāo)志組合來決定條件代碼是否用于條件執(zhí)行。

5）使用APEX添加信號到處理器的內(nèi)核頂層，增加內(nèi)核外圍端口。這些端口可定義為輸入、輸出或雙向。

APEX的詳細(xì)功能和使用參見第11章。