2.2 可配置性及可擴展性

2.2.1 可配置性

ARC EM系列的可配置性針對不同的應用需要有不同的功能需求。固定功能的芯片結構或許可以面面俱到，但是在將其設計投入產品之后，某些部分的功能可能完全沒有使用到的機會，但即使沒有使用，開發商仍需支付這些“多余”部分的成本，這就造成了浪費。與之相對應的，ARC EM可根據應用“量身剪裁”，提供更加節省資源的解決方案。ARC EM既支持對可選擇功能部件進行可配置，還支持對相關功能部件的屬性參數根據應用需求進行配置。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、循環計數器寬度、復位暫停、大小端、中斷向量表復位基地址。

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

總線接口協議：根據應用需求，ARC EM可進行4種總線接口的配置（BVCI和不同版本的AHB）。

中斷：可對處理器內核可獲取的中斷個數以及外部中斷管腳、中斷優先級以及快速中斷等進行配置。

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、關聯度等參數進行配置。

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協議，能夠訪問所有內核資源。其中，2線JTAG是一個可選的接口組件，作為標準的4線JTAG的補充。

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

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

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

在標準指令集基礎上，ARC EM還提供6組可選的指令集包給用戶，用戶可根據應用需求來進行配置。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、復雜性、工作頻率、能耗間達到適當的平衡。ARC 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，加快和優化處理器配置。表2-1總結了ARC EM指令集支持的可配置選項。詳細的指令集介紹參見第3章。關于使用工具對ARC處理器進行配置，及配置過程對軟件開發的影響等內容，參見第10章。

2.2.2 用戶可擴展性

ARC EM系列處理器提供了一個APEX接口支持可擴展性，針對目標應用，用戶可通過APEX向導很方便地為處理器添加硬件，可極大地改善性能、功耗和面積。

用戶可使用APEX接口，通過添加專用指令、通用擴展寄存器和具有特殊訪問權限的輔助寄存器、狀態代碼和標志來擴展處理器體系結構。

支持用戶添加信號用于集成外部設備，如擴展第三方知識產權IP。此功能可以使數據從外部IP直接向處理器發送數據和指令，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存儲在一個擴展程序庫中，可以通過拖曳的方式添加到模型中。

1.APEX的優點

APEX允許用戶將自定義指令添加到現有的處理器框架中，而不用擔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或用戶之前的設計，并且不需要構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）擴展指令用以實現自定義功能。例如，自定義加法器，以緩解應用程序代碼中的瓶頸。

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

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

4）根據處理器標志的值或標志組合來決定條件代碼是否用于條件執行。

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

APEX的詳細功能和使用參見第11章。