SPARC微處理器綜述

　　國內也有多家公司和大學(xué)從事SPARC微處理器的研發(fā)。值得說(shuō)明的是，北京時(shí)代民芯科技有限公司已成功研制出基于SPARC V8架構的高性能、高可靠嵌入式微處理器MXT0105及其片上系統芯片(SoC)產(chǎn)品MXT0106，微處理器MXT0105性能已達到且部分指標超過(guò)ATMEL公司的AT697。MXT0106是集成多路模擬量與開(kāi)關(guān)量數據采集、多路模擬與數字信號輸出、1553B通訊、多種外設接口的高性能、高可靠片上系統，內部通過(guò)AMBA總線(xiàn)將高性能CPU、浮點(diǎn)處理器、A/D、模擬開(kāi)關(guān)、1553B總線(xiàn)控制器、I2C總線(xiàn)控制器、計數器、定時(shí)器、通用I/O、PWM輸出等功能模塊集成在單一芯片上，適合測試、實(shí)時(shí)計算以及控制領(lǐng)域應用，有效實(shí)現電氣系統的集成化、小型化、輕量化、智能化以及低功耗。MXT0106的主頻可達到150MHz，支持8/16/32位外部存儲器數據訪(fǎng)問(wèn)，帶有64路模擬開(kāi)關(guān)、4路12位高速A/D轉換器和1553B總線(xiàn)控制器，具備成熟的編譯器、可視化集成開(kāi)發(fā)環(huán)境、驅動(dòng)程序、例程、BSP軟件包、SoC 開(kāi)發(fā)板支持。

　　SPARC微處理器特點(diǎn)及其嵌入式應用

　　SPARC 微處理器具備精簡(jiǎn)指令集、支持32 位/64 位數據精度，架構運行穩定、可擴展性?xún)?yōu)良、體系標準開(kāi)放等特點(diǎn)。此外，寄存器窗口技術(shù)既是SPARC微處理器的顯著(zhù)特點(diǎn)，也是SPARC架構不同于由斯坦福大學(xué)提出的MIPS微處理器架構的主要不同點(diǎn)之一。采用這項技術(shù)可以顯著(zhù)減少過(guò)程調用和返回執行時(shí)間、執行的指令條數和訪(fǎng)問(wèn)存儲器的次數，從而易于實(shí)現直接高效的編譯。如圖2所示，它將工作寄存器組成若干個(gè)窗口，建立起環(huán)形結構，利用重疊寄存器窗口技術(shù)來(lái)加快程序的運轉。每個(gè)過(guò)程分配一個(gè)寄存器窗口(含有一組寄存器)，當發(fā)生過(guò)程調用時(shí)，可以把處理器轉換到不同寄存器窗口使用，無(wú)需保存和恢復操作。相鄰寄存器窗口部分重疊，便于調用參數傳送。為每個(gè)過(guò)程提供有限數量的寄存器窗口，各個(gè)過(guò)程的部分寄存器窗口重疊。

　　伴隨LEON2的發(fā)布，SPARC微處理器在嵌入式應用領(lǐng)域獲得了巨大的發(fā)展空間，全球大約已有3萬(wàn)多個(gè)成功的應用案例。比較著(zhù)名的是國際空間站上的控制計算機DMS-R及空間自動(dòng)轉移器ATV中均使用了SPARC微處理器ERC32，而在太空觀(guān)測臺JEM-EUSO上則使用了SPARC V8架構的微處理器。國內研制的SPARC微處理器在軍工電子領(lǐng)域已得到應用，在民用領(lǐng)域正處于普及推廣應用過(guò)程中。

　　SPARC微處理器未來(lái)發(fā)展趨勢和展望

　　經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，SPARC微處理器憑借其持續的創(chuàng )新研發(fā)能力，不斷取得驕人成績(jì)。在服務(wù)器等高端處理器領(lǐng)域，SPARC Enterprise 服務(wù)器系列的M8000機型就是一個(gè)典型的例子，2007年，它在SAPERP2005、Oracle Database 10g和Solaris10運行環(huán)境下，刷新了16 路處理器級別系統中SAP SD 2-tier 標準應用基準測試的世界記錄[3]。在空間應用等高可靠嵌入式應用領(lǐng)域，SPARC微處理器也發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越重要的作用。ESA決定在2013年發(fā)射的水星探測任務(wù)中采用SPARC微處理器。

　　SPARC架構標準的開(kāi)放和最先進(jìn)的多核心、多線(xiàn)程SPARC微處理器的設計代碼開(kāi)放，促使世界上越來(lái)越多的公司、機構和大學(xué)加入到SPARC微處理器的研發(fā)中。到目前為止，對于開(kāi)源的SPARC微處理器設計代碼，已經(jīng)有超過(guò)10,000個(gè)下載。而業(yè)界對研究SPARC微處理器的積極響應，必將推動(dòng)SPARC微處理器持續進(jìn)步，讓它始終具有超強的競爭性。

　　參考文獻

　　[1] http://www.sparc.org/

　　[2] http://www.opensparc.net/

　　[3]“讓開(kāi)放系統兼備大型機優(yōu)勢”， Computing IT Week，2007(15)