一种处理器、处理器启动方法及启动装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种处理器、处理器启动方法及启动装置，所述处理器包括：置于核内的核心内部高速缓存，置于核外的SDRAM；所述核心内部高速缓存与外部存储器通过所述SDRAM进行通信连接；所述处理器启动方法包括：获取启动处理器的指令；根据指令进行物理地址路由，判断物理地址所属的核心内部高速缓存的具体空间，执行对应空间中的硬件启动指令进行硬件启动；硬件启动完成后处理器进入非TM模式。本发明专利技术能够减少处理器启动时间。减少处理器启动时间。减少处理器启动时间。

【技术实现步骤摘要】
一种处理器、处理器启动方法及启动装置


[0001]本专利技术涉及一种处理器、处理器启动方法及启动装置，属于处理器设计


技术介绍

[0002]一般的嵌入式处理器在执行主程序之前都需要执行一些初始化的过程，用于构建嵌入式程序运行的环境，所以开机启动程序对于一个嵌入式处理器来说很重要。常见的处理器开机流程一般先由各种源文件经过编译产生目标(object)文件，接着再对object文件进行映射，根据描述文件装在到指定的固态存储器(ROM)地址之中。而在程序真正执行之前还需要根据描述文件将程序需要的数据装入核心内部的动态存储器之中，在上述准备完成之后，启动程序从ROM开始执行。
[0003]传统的处理器启动一般流程首先在处理器固态存储器（只读存储器Read
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Only Memory,ROM、闪存FLASH)中会预先存入一些固定的启动程序；接着在处理器正式启动之前，根据软件配置将所需要读写数据部分读出放入同步动态随机存储器（Synchronous Dynamic Random Access Memory,SDRAM）中，完成之后程序开始执行。
[0004]传统处理方式程序首先将所需读写数据从外部存储器搬入主存，CPU首次访存时必然会出现核内未命中的情况，从而需要再次将数据从主存中搬到核内高速缓存(Cache)之中。这样的流程会大幅度增加硬件启动的流程的时间，而且在数据搬运过程中可能还会存在安全风险。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种处理器、处理器启动方法及启动装置，能够减少处理器启动时间。为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：第一方面，本专利技术提供了一种处理器，包括：置于核内的核心内部高速缓存，置于核外的SDRAM；所述核心内部高速缓存与外部存储器通过所述SDRAM进行通信连接；所述核心内部高速缓存包括取指管理部件和访存管理部件，所述取指管理部件包括用于存储指令标签的ICTAG_SRAM和用于存储指令数据的ICDATA_SRAM；所述访存管理部件包括用于配置处理模式的控制与状态寄存器、通用寄存器以及用于存储数据标签的DCTAG_SRAM和用于存储数据的DCDATA_SRAM。
[0006]结合第一方面，可选的，所述处理器处于TM模式下，核心内部高速缓存划分为三个具体空间，包括：ROM空间、ITM空间和DTM空间；所述ROM空间、ITM空间的操作对象为ICDATA_SRAM，所述ROM空间仅进行读取操作，读取ICDATA_SRAM存储的指令，所述ITM空间进行读取或写入操作，读取ICDATA_SRAM存储的指令或将指令写入ICDATA_SRAM；所述DTM空间的操作对象为DCDATA_SRAM；所述DTM空间进行读取或写入操作，读取
DCDATA_SRAM存储的数据或将数据写入DCDATA_SRAM。
[0007]第二方面，本专利技术提供了基于第一方面所述的处理器启动方法，所述核心内部高速缓存中预加载了硬件启动指令，所述处理器的初始模式为TM模式，包括：获取启动处理器的指令；根据指令进行物理地址路由，判断物理地址所属的核心内部高速缓存的具体空间，执行对应空间中的硬件启动指令进行硬件启动；硬件启动完成后处理器进入非TM模式。
[0008]结合第二方面，可选的，所述处理器的核心内部高速缓存中预加载了硬件启动指令，通过以下步骤实现预加载：初始化核心内部高速缓存的控制与状态寄存器和通用寄存器；通过LD/ST指令将硬件启动指令写入ITM空间，将硬件启动相关数据写入DTM空间。
[0009]结合第二方面，可选的，预加载硬件启动指令的步骤存储在所述ROM空间。
[0010]结合第二方面，可选的，还包括：预加载完成后，处理器的PC程序计数器跳转至ITM空间执行处理器启动方法。
[0011]结合第二方面，可选的，所述启动处理器的指令中包括取指指令和/或访存指令，所述取指指令的执行步骤包括：判断物理地址所属的核心内部高速缓存的具体空间为ROM空间或ITM空间，当具体空间为ROM空间，则对ROM空间进行取指操作，当具体空间为ITM空间，则对ICDATA_SRAM进行取指操作；所述访存指令的执行步骤包括：判断物理地址所属的核心内部高速缓存的具体空间为ITM空间或DTM空间，当具体空间为ITM空间，则访存指令读写的对象为ICDATA_SRAM，当具体空间为DTM空间，则访存指令读写的对象为DCDATA_SRAM。
[0012]结合第二方面，可选的，还包括处理器进入非TM模式后执行取指指令，执行步骤包括：根据指令进行物理地址路由，物理地址所属的核心内部高速缓存的具体空间为Cache空间；根据物理地址查询ICTAG_SRAM，判断指令是否命中ICTAG_SRAM中的指令，若命中，则根据物理地址与命中路号则对ICDATA_SRAM进行取指操作；若未命中，则进行核外访存，访存对象为核外缓存或核外的SDRAM或外部存储器。
[0013]结合第二方面，可选的，还包括处理器进入非TM模式后进行访存流程，执行步骤包括：根据指令进行物理地址路由，物理地址所属的核心内部高速缓存的具体空间为Cache空间；根据物理地址查询DCTAG_SRAM，判断指令是否命中DCTAG_SRAM中的指令，若命中，则根据物理地址与命中路号则对DCDATA_SRAM进行访存操作；若未命中，则进行核外访存，访存对象为核外缓存或核外的SDRAM或外部存储器。
[0014]第三方面，本专利技术提供了一种处理器启动装置，所述核心内部高速缓存中预加载了硬件启动指令，所述处理器的初始模式为TM模式，包括：获取模块：用于获取启动处理器的指令；启动模块：用于根据指令进行物理地址路由，判断物理地址所属的核心内部高速
缓存的具体空间，执行对应空间中的硬件启动指令进行硬件启动；跳转模块：用于启动完成硬件启动完成后处理器进入非TM模式。
[0015]与现有技术相比，本专利技术实施例所提供一种处理器、处理器启动方法及启动装置所达到的有益效果包括：本专利技术提供的处理器包括：置于核内的核心内部高速缓存，置于核外的SDRAM；所述核心内部高速缓存与外部存储器通过所述SDRAM进行通信连接；所述核心内部高速缓存包括取指管理部件和访存管理部件，所述取指管理部件包括用于存储指令标签的ICTAG_SRAM和用于存储指令数据的ICDATA_SRAM；所述访存管理部件包括用于配置处理模式的控制与状态寄存器、通用寄存器以及用于存储数据标签的DCTAG_SRAM和用于存储数据的DCDATA_SRAM；本专利技术处理器中存在两种访存模式，TM模式与非TM模式，两种访存模式共用一片DATA_SRAM，结构简单，在考虑不新增SRAM存储模块的减少消耗减低成本的要求下采用了紧耦合访存结构与高速缓存访存复用的方式实现处理器启动程序直接装入了核心的SRAM中；本专利技术的存储空间分成ROM地址空间、ITM地址空间、DTM地址空间以及Cache空间，用于区分TM与非TM模式下对于同一片SRAM读写地址；Cache空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种处理器，其特征在于，包括：置于核内的核心内部高速缓存，置于核外的SDRAM；所述核心内部高速缓存与外部存储器通过所述SDRAM进行通信连接；所述核心内部高速缓存包括取指管理部件和访存管理部件，所述取指管理部件包括用于存储指令标签的ICTAG_SRAM和用于存储指令数据的ICDATA_SRAM；所述访存管理部件包括用于配置处理模式的控制与状态寄存器、通用寄存器以及用于存储数据标签的DCTAG_SRAM和用于存储数据的DCDATA_SRAM。2.根据权利要求1所述的处理器，其特征在于，所述处理器处于TM模式下，核心内部高速缓存划分为三个具体空间，包括：ROM空间、ITM空间和DTM空间；所述ROM空间、ITM空间的操作对象为ICDATA_SRAM，所述ROM空间仅进行读取操作，读取ICDATA_SRAM存储的指令，所述ITM空间进行读取或写入操作，读取ICDATA_SRAM存储的指令或将指令写入ICDATA_SRAM；所述DTM空间的操作对象为DCDATA_SRAM；所述DTM空间进行读取或写入操作，读取DCDATA_SRAM存储的数据或将数据写入DCDATA_SRAM。3.基于权利要求1
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2任一项所述的处理器启动方法，其特征在于，所述核心内部高速缓存中预加载了硬件启动指令，所述处理器的初始模式为TM模式，包括：获取启动处理器的指令；根据指令进行物理地址路由，判断物理地址所属的核心内部高速缓存的具体空间，执行对应空间中的硬件启动指令进行硬件启动；硬件启动完成后处理器进入非TM模式。4.根据权利要求3所述的处理器启动方法，其特征在于，所述处理器的核心内部高速缓存中预加载了硬件启动指令，通过以下步骤实现预加载：初始化核心内部高速缓存的控制与状态寄存器和通用寄存器；通过LD/ST指令将硬件启动指令写入ITM空间，将硬件启动相关数据写入DTM空间。5.根据权利要求4所述的处理器启动方法，其特征在于，预加载硬件启动指令的步骤存储在所述ROM空间。6.根据权利要求4所述的处理器启动方法，其特征在于，还包括：预加载完成后，处理器的PC程序计数器跳转至I...

【专利技术属性】
技术研发人员：乌绮，汪争，张琦滨，韩文艳，刘奔，黄颢彦，
申请(专利权)人：无锡先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：