[發明專利]一種基于存儲器互聯的可重構微處理器系統

在審

• 申請號: 202011502025.3
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112612746A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 唐虹
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十七研究所
• 主分類號: G06F15/78
• 分類號: G06F15/78;G06F13/38
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

本發明涉及一種基于存儲器及總線互聯的可重構微處理器系統，包括微處理器內核、存儲器模塊、電壓轉換模塊及總線矩陣，該系統包括多個微處理器內核、多個存儲器模塊、電壓轉換模塊、總線矩陣，多個微處理器內核相互串聯，多個存儲器相互串聯，每個處理器均可與任意的存儲器相連，所有的存儲器與處理器成網狀結構相互連接。該系統提出用戶可直接通過總線矩陣對多個微處理器內核進行同時操作，多個微處理器內核可從不同的或是同一個存儲器中取指令進行操作。該系統可實現存儲器及總線與處理器的多重可重構。

技術領域

本發明屬于可配置微處理器技術領域，具體說是一種可配置的多處理器多存儲器多總線直連型微處理器系統。

背景技術

微處理器是由一片或少數幾片大規模集成電路組成的中央處理器。這些電路執行控制部件和算術邏輯部件的功能。微處理器能夠完成取指令、執行指令，以及與外界存儲器和邏輯部件交換信息等操作，是微控制器的運算控制部分。

傳統的微處理器系統設計中，微處理器只會占芯片中的一小塊區域。其他部分則為存儲器、時鐘生成和分配邏輯、系統總線以及外設等。傳統的微處理器系統設計中，將微處理器的總線架構、存儲器單元及功能進行了約束，一款微控制器擁有的存儲器種類及數量較少，且微處理器內核只能通過總線對確定數量的存儲器進行訪問，因此造成存儲器資源不夠豐富不能滿足所有應用場景。

發明內容

本發明目的是提供一種可配置的多通道存儲器與處理器、總線與處理器直連型微處理器系統，可通過直接對微處理器內核進行多類別、多組存儲器直接互聯，形成存儲器矩陣網絡。同時將所有存儲器接口通過總線矩陣直接連接到微處理器系統外部。該微處理器系統可直接與各個類型的外設進行直連，不需要通過總線橋的轉換，以克服上述傳統微控制器系統的缺陷。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案是：

一種基于存儲器互聯的可重構微處理器系統，包括：總線矩陣、處理單元以及存儲器模塊，其中：

總線矩陣與外設器件相連，用于與外設器件進行指令數據交互；

處理單元，用于對總線矩陣發送的指令數據進行處理，并將處理后的指令數據儲存在存儲器模塊中或通過總線矩陣發送給外設器件，以及調取存儲器模塊中處理后的指令數據；

存儲器模塊，用于存儲處理單元處理后的指令數據以及系統的啟動代碼和啟動程序。

還包括電壓轉換模塊，用于對輸入電壓進行轉換，為處理單元供電。

所述總線矩陣包括多組AXI總線、多組AHB總線以及多組APB總線。

所述處理單元由多個處理器內核串聯構成。

所述處理器內核采用ARM Cortex-M3。

所述存儲器模塊由多個存儲器構成，存儲器采用Flash或RAM。

所述外設器件為AXI外設器件、AHB外設器件以及APB外設器件。

所述處理單元識別不同的指令數據長度，根據各個處理器內核能夠處理指令的寬度，動態配置參與工作的處理器內核的數量。

所述任意一個AXI總線、AHB總線以及APB總線分別與多個處理器內核通信，所述任意一個處理器內核分別與多個存儲器和多個總線通信，所述任意一個存儲器分別與多個處理器內核通信。

本發明具有以下有益效果及優點：

1.存儲器種類及數量多，可實現處理速率的提升；

2.所有外設均可通過對應的總線接口直接與內核相連；

3.內核對總線的操作不受其他外設的影響；