基于“龙腾R2”微处理器ICD系统设计与实现

发布时间：2020-12-05 00:44

　　本文结合西北工业大学航空微电子中心所承担的科研项目，作者负责高性能嵌入式微处理器“龙腾R2”验证和定点主控部件优化。在此基础之上，作者对“龙腾R2”微处理器上实现在线调试（ICD，In-Circuit Debug）系统进行深入研究，提出该处理器体系结构的ICD系统实现方案，并对该方案进行了分析和验证。作者的主要工作以及取得的研究成果如下： 1．深入分析PowerPC750微处理器体系结构，完成了对“龙腾R2”微处理器定点主控部件验证，并对“龙腾R2”微处理器的精确异常进行研究，对原有精确异常机制进行优化。采用优化方案之后不降低处理器频率，中断响应速度是原来的3.5倍，中断返回速度是原来的2.6倍。 2．在完成“龙腾R2”研究基础之上，作者对支持PowerPC体系结构的在线调试系统Trace32进行分析，提取出利于硬件实现的功能，深入研究MIPS的EJTAG系统并结合“龙腾R2”微处理器的实际情况，提出适合“龙腾R2”微处理器体系结构的ICD系统实现方案。 3．在保证“龙腾R2”与PowerPC750体系结构兼容的基础之上，通过对体系结构深入分析，实现了支持ICD功能的... 

【文章来源】：西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

一l“龙腾R2”微处理器结构

在线调试的具体流程如图3一1:‘l﹄r-产/系统处于正常运行运行状态/“;、蔺?\\、、11，调试内存空间正确/厂是否允许访问\调试内存空间\\调试内存夸/、一不存倒系统错误)一{送错误价信息图3一1在线调试状态转换图3.2“龙腾RZ”的ICD系统总体框架为了支持上述提到的ICD系统的功能，参照MIPS的EJI’AG系统，根据“龙腾R2”的具体设计，定义“龙腾R2”的ICD系统包括以下几个组件:》硬件断点模块，用以实现指令和数据硬件断点以及多级触发。》增强的“龙腾R2”微处理器内核，用以支持调试异常以及对微处理器内部资源的可控制、可观察。》JTAG接口，作为宿主机与内部模块的接口。

过指令访问，只允许通过JTAG接口进行访问。这种方法减少了时钟切换的次数和对调试软件要求，同时提高了ICD系统中微处理器的独立性。这几个重要组件的结构关系如图3一2:NMI俐TD和T--R1恤心溯reB传akpeint)h堪Con加IM仪加le月钱GTAPTDO.TD!丁MSTRSTTCKDAT^SIZEooRt一一止笠LSU工BIUaaa出血自城 城以以认O犯 犯而加.口对珑U iumRZMiemoroe韶sorO声时 ingSyS比m+SySI匕mPool称称仙朋目目KKK翔以犯 犯图3一2基于“龙腾R2”的IcD系统组件结构图“龙腾R2”的ICD系统组件的具体功能如下:》增加的“龙腾R2”微处理器内核包括一个增强调试功能的控制部件〔 EnhancedIEU)和增强功能的高速缓存 (EnhancedCACHE)。其中 EnhancedIEU必须满足以下条件才能实现对ICD系统的支持:支持ICD系统的特殊指令、调试异常寄存器、调试运行模式和调试异常。“龙腾R2”的存储模式采用哈佛结构，指令CACHE和数据CACHE各一个，为了满足对CACHE块中的内容可以按CACHE地址访问，必须增加CACHE访问寄存器和相应的控制模块，此内容将在以后的具体实现章节


本文编号：2898551