Spoc CPU軟核 Part 2-主要特征

• 邏輯使用量小

  本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/202401/454996.htm

• 通用架構(gòu)，可在 Xilinx 和 Altera FPGA 中輕松運(yùn)行。也可以很容易地移植到ASIC。

• RISC：

• 小指令集

• 多個(gè)累加器，多種數(shù)據(jù)大小

• 雙寄存器文件

• 每條指令中的條件執(zhí)行

• 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：使用（至少）一個(gè)模塊

• 代碼存儲(chǔ)器：使用串行閃存或塊

Spoc被設(shè)計(jì)為幾乎是免費(fèi)的，即在FPGA中占用很少的空間，并從串行閃存中執(zhí)行。 許多新的FPGA板卡都已使用串行閃存來(lái)配置FPGA。 Spoc 可以使用閃存中未使用的內(nèi)存空間作為代碼內(nèi)存。

Spoc0

Spoc 可以參數(shù)化。
目前，第一個(gè)實(shí)現(xiàn)“Spoc0”不是。

Spoc0 具有以下固定特征：

• 4 種數(shù)據(jù)大小/累加器：1、8、16 和 32 位

• 2 個(gè)寄存器文件，每個(gè)寄存器 32 個(gè)寄存器，每個(gè)寄存器寬度為 16 位

• 64Kbits的數(shù)據(jù)尋址空間

• 64Kbits的代碼尋址空間

• 至少使用 2 個(gè)塊函數(shù)（一個(gè)用于數(shù)據(jù)空間，一個(gè)用于代碼空間）

• 大約 300 行 Verilog

• 最大時(shí)鐘速度在 90-110MHz 范圍內(nèi)（Spartan 3/Cyclone 2，最慢速度等級(jí)）

• 邏輯使用，約 175 個(gè)切片/300 個(gè)邏輯單元（Spartan 3/Cyclone 2）。

Spoc0 有多快？

當(dāng)然，這取決于您的時(shí)鐘速度以及您正在運(yùn)行的指令類型...... 但即使在 100MHz 時(shí)，Spoc0 也可能比其他可用的 CPU 慢。

（1） Xilinx Spartan 3 或 Altera Cyclone 2，速度最慢等級(jí)
注意：所提供的表格不保證準(zhǔn)確性或公平性（很難公平地比較不同的 CPU）

在設(shè)計(jì) Spoc0 時(shí)，我們的目標(biāo)不是獲得盡可能快的 CPU，而是針對(duì)當(dāng)今 FPGA（和 ASIC）的小型（低邏輯使用率）CPU。
在 CPU 世界中，速度和邏輯使用是成對(duì)的。 快速 CPU 使用固有的寬總線 - 這增加了它們的邏輯使用率。 Spoc0 采用相反的方法，將總線寬度與時(shí)鐘周期進(jìn)行權(quán)衡。 換句話說(shuō)，Spoc0 序列化了它的許多任務(wù)（它每條指令使用更多的時(shí)鐘周期），但仍然很纖薄。 將來(lái)，一些任務(wù)可以選擇并行化 - 代價(jià)是更高的邏輯使用率。

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