芯耀
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核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)/方案詳細(xì)規(guī)格/產(chǎn)品實(shí)體圖/PCB/方塊圖Datasheet/測(cè)試報(bào)告/Gerber/Schematics/User manual +一鍵獲取
#01 前言
?1.1 內(nèi)核?
芯片內(nèi)核（Core）是中央處理器（CPU）中的獨(dú)立處理單元，能夠執(zhí)行指令、處理數(shù)據(jù)和控制操作。
英飛凌AURIX??2G TC3XX系列芯片的內(nèi)核架構(gòu)是一種混合架構(gòu)，同時(shí)結(jié)合了精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)（RISC）和復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)（CISC）的特征，稱為TriCore??內(nèi)核架構(gòu)（以下簡(jiǎn)稱TriCore??）。它是一款專門為實(shí)時(shí)性進(jìn)行了優(yōu)化的32位的多核同構(gòu)嵌入式系統(tǒng)架構(gòu)。之所以命名為TriCore??，是因?yàn)槠浼闪薘ISC架構(gòu)、DSP架構(gòu)和實(shí)時(shí)系統(tǒng)的技術(shù)于一體，形成了兼具三方優(yōu)勢(shì)的內(nèi)核架構(gòu)。
TriCore? 架構(gòu)采用了RISC的高性能load/store數(shù)據(jù)處理模式，同時(shí)具有DSP的數(shù)據(jù)處理能力。TriCore? 是32位處理器架構(gòu)，因此采用32位地址空間，支持可選的虛擬地址空間。
下面是TriCore? 架構(gòu)的特性：?
- 32位架構(gòu)
- 4GB的地址空間
- 同時(shí)支持16位和32位指令，減少代碼大小
- 大多數(shù)指令在一個(gè)周期內(nèi)執(zhí)行
- 分支指令(使用分支預(yù)測(cè))
- 使用并行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，實(shí)現(xiàn)低中斷延遲與快速自動(dòng)上下文切換
- 專用接口特定于應(yīng)用程序的協(xié)處理器，以允許添加定制指令
- 零開銷回路功能
- 雙/單時(shí)鐘周期，16x16位乘法累加單元(可選飽和)
- 可選浮點(diǎn)單元(FPU)和內(nèi)存管理單元(MMU)
- 廣泛的位處理能力
- 單指令多數(shù)據(jù)(SIMD)打包數(shù)據(jù)操作(2x16位或4x 8位操作數(shù))
- 靈活的中斷優(yōu)先級(jí)方案
- 字節(jié)和位尋址
- 數(shù)據(jù)內(nèi)存和CPU寄存器的小端字節(jié)排序
- 內(nèi)存保護(hù)
- 調(diào)試支持
?1.2 指令集系統(tǒng)?
每款內(nèi)核都有其匹配的內(nèi)核指令集，內(nèi)核架構(gòu)也成為指令集架構(gòu)，比如我們?nèi)粘Ｊ褂玫挠?jì)算機(jī)（Intel或AMD芯片），使用的就是X86指令集，內(nèi)核就屬于X86架構(gòu)。常見(jiàn)的還有ARM架構(gòu)、DSP架構(gòu)和RISC-V架構(gòu)。當(dāng)我們想要掌握某款芯片，基于該芯片進(jìn)行系統(tǒng)搭建時(shí)，就必須要了解該芯片的內(nèi)核。
指令集系統(tǒng)是一種用于計(jì)算機(jī)或其他數(shù)字處理器的體系結(jié)構(gòu)，它規(guī)定了處理器能夠執(zhí)行的指令集合，包括操作碼、操作數(shù)和指令格式等。不同的處理器架構(gòu)（如x86、ARM、MIPS等）都有自己的指令集系統(tǒng)，這些系統(tǒng)決定了處理器如何執(zhí)行各種操作，從簡(jiǎn)單的加法和乘法到復(fù)雜的條件分支和內(nèi)存訪問(wèn)。指令集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)直接影響了處理器的性能、功耗和軟件兼容性。
嵌入式領(lǐng)域的芯片一般都是精簡(jiǎn)指令集內(nèi)核，比如RISC-V、ARM等，?精簡(jiǎn)指令集（RISC，Reduced Instruction Set Computing）是一種計(jì)算機(jī)處理器架構(gòu)設(shè)計(jì)理念，其核心思想是將處理器的指令集設(shè)計(jì)得相對(duì)較小和簡(jiǎn)單，以提高執(zhí)行效率。相對(duì)于復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)（CISC）架構(gòu)而言，RISC架構(gòu)強(qiáng)調(diào)用更少、更基本的指令來(lái)完成操作，并且這些指令的執(zhí)行時(shí)間相對(duì)較短。
和ARM指令集一樣，TriCore? 指令集屬于通用寄存器型結(jié)構(gòu)中的寄存器-寄存器結(jié)構(gòu)，即除了load和store以外，其余指令的操作數(shù)都來(lái)自通用寄存器組。
本文介紹的TriCore? 內(nèi)核是AURIX?? TC3XX系列中使用的TriCore?TC1.6.2版本的內(nèi)核架構(gòu)。由于篇幅原因，無(wú)法講解所有指令，但是通過(guò)本文的介紹，讀者能夠較好地掌握TriCore? 指令系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和使用，然后就可以自行利用內(nèi)核手冊(cè)進(jìn)行查閱和學(xué)習(xí)。
