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O Processador Leon

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O Processador Leon. Rodolfo Jardim de Azevedo. Características Básicas. Processador RISC Padrão SPARC V8 (IEEE-1754) Palavra de 32 bits Descrição em VHDL-87 Barramento AMBA (AHB e APB) para interligação de periféricos Controlador de memória (SRAM e DRAM). Configuração do Processador.

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o processador leon

O Processador Leon

Rodolfo Jardim de Azevedo

caracter sticas b sicas
Características Básicas
  • Processador RISC
  • Padrão SPARC V8 (IEEE-1754)
  • Palavra de 32 bits
  • Descrição em VHDL-87
  • Barramento AMBA (AHB e APB) para interligação de periféricos
  • Controlador de memória (SRAM e DRAM)
configura o do processador
Configuração do Processador
  • Duas alternativas
    • Interface gráfica

make xconfig (Linux)

make wconfig (Windows + cygwin)

    • Edição manual dos arquivos device.vhd e target.vhd
interface gr fica
Interface Gráfica
  • Interface de configuração similar ao do kernel do Linux
configura o manual
Configuração Manual
  • target.vhd
    • Declara as estruturas de configuração
  • device.vhd
    • Cria a estrutura confque armazena a configuração do leon
  • A constante tkconfig é gerada automaticamente pela interface gráfica.
s ntese
Síntese
  • O diretório syn possui scripts de síntese para diversas ferramentas
  • Arquivo para Leonardo: leon.tcl (sem informações sobre tecnologia)

read -dont_elaborate ../leon/amba.vhd

read -dont_elaborate ../leon/target.vhd

read -dont_elaborate ../leon/device.vhd

read -dont_elaborate ../leon/config.vhd

read -dont_elaborate ../leon/sparcv8.vhd

read -dont_elaborate ../leon/iface.vhd

read -dont_elaborate ../leon/macro.vhd

...

read -dont_elaborate ../leon/mcore.vhd

read -dont_elaborate ../leon/leon.vhd

elaborate leon -architecture rtl

s ntese cont
Síntese (cont.)
  • Informações sobre tecnologia no início do arquivo
    • FPGA Xilinx XCV800 do kit da XESS

set part v800hq240

set process 4

set wire_table xcv800-4_wc

load_library xcv

s ntese cont1
Síntese (cont.)

read -dont_elaborate ./xsv800.vhd

elaborate xsv800 -architecture rtl

set xilinx_exec_path /home/lsc/xilinx/bin/sol

set edif_write_arrays FALSE

# Comandos para contornar incompatibilidades com a Xilinx

set register2register 80

set input2register 80

set register2output 80

optimize .work.xsv800.rtl -target xcv -chip -delay -effort quick

optimize_timing .work.xsv800.rtl

# Output

report_area xsv800.area -cell_usage -all_leafs

report_delay xsv800.delay -num_paths 1 -critical_paths -clock_frequency

auto_write -downto xcv xsv800.edf

ferramentas da xilinx
Ferramentas da Xilinx
  • Ferramentas de linha de comando:

ngdbuild -p xcv800-4-hq240 -uc xsv800.ucf xsv800.edf xsv800.ngd

map -p xcv800-4-hq240 -o xsv800.ncd xsv800.ngd xsv800.pcf

par -w xsv800.ncd xsv800.ncd xsv800.pcf

trce -skew xsv800.ncd xsv800.pcf -o xsv800.twr -xml xsv800.twx

bitgen xsv800.ncd -d -w

simula o
Simulação
  • Utilizando o ModelSim basta executar o comando make no diretório raiz da distribuição e chamar o simulador
  • Diretórios:
    • tbench: Código VHDL do Test Bench do Leon
    • tsource: Código em C para teste do processador
    • leon: Descrição VHDL do processador
kit da xess
Kit da XESS
  • Utilitários com interface gráfica para Windows e versões de linha de comando para Linux
    • gxsload ou xsload: Transferência de arquivos para a placa através da interface paralela
    • gxsetclk ou xsetclk: Altera a freqüência do clock da placa (entre 10KHz e 100MHz)
caracter sticas sparc
Características SPARC
  • Conjunto maior de instruções
    • Mais instruções de salto
    • Instruções para ativar código de condição (cc)
  • Suporte a regiões específicas de memória (ASI – Address Space Identifier)
  • Imediato de 30 bits no CALL
  • Big endian
instru es nota o
Instruções (notação)
  • rs1 e rs2 são as origens
  • rd é o registrador destino
  • ADD rs1, rs2, rd

rd = rs1 + rs2

Ex.: ADD %i3, %i4, %o0

  • ADD rs1, 100, rd

rd = rs1 + 100

Ex.: ADD %i3, 100, %o0

registradores
Registradores
  • Banco de Registradores organizado em janelas

r[0]..r[7] (global)

CWP + 1

CWP

Current Window

CWP - 1

Restore,

RETT

SAVE,

trap

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