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开拓自主创新之路 龙芯十年发展回顾

  龙芯三代简介

  龙芯处理器产品包括龙芯1号、龙芯2号、龙芯3号三大系列,涵盖小、中、大三类CPU产品。

 

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  (1).龙芯1号

  龙芯1号CPU IP核是兼顾通用及嵌入式CPU特点的32位处理器内核,于2002年研发完成,采用类MIPS III指令集,具有七级流水线、32位整数单元和64位浮点单元。龙芯1号CPU IP核具有高度灵活的可配置性,方便集成的各种标准接口。

  龙芯1号CPU IP核可配置结构可根据用户的需求进行选择配置,从而定制出最适合用户应用的处理器结构。主要的可配置模块包括:浮点部件、多媒体部件、内存管理、Cache、协处理器接口。浮点部件完全兼容MIPS的浮点指令集合,浮点部件及其相关的系统软件完全符合ANSI/IEEE 754-1985二进制浮点运算标准。浮点部件主要包括浮点ALU部件和浮点乘法/除法部件,用户可根据自己的实际应用选择是否添加。媒体部件复用了MIPS浮点指令的Format域,并复用了浮点寄存器堆,媒体指令集基本对应了Intel SSE媒体指令集合的各种操作。

  内存管理部件有三种工作模式:标准模式、直接映射模式和无映射模式。在标准模式下,TLB分为ITLB和DTLB两部分,每部分均由48项页表项组成,同时支持mapped和unmapped的从虚拟地址到物理地址的变换方式;TLB也可只进行直接映射,不使用CAM和RAM,以减小面积;而无映射模式下甚至可以去掉TLB,采用直连SRAM的形式实现访存。龙芯1号CPU IP核的Cache分为指令Cache和数据Cache,两部分独立配置,以4K为一路,可配置为4路、2路和0路。用户可根据应用需要,确定所需Cache的大小,甚至不使用Cache。协处理器接口为外部协处理器提供了一个高效率的接口。龙芯1号CPU IP核提供了两套可配置的处理器总线接口:AMBA接口和哈佛结构SRAM接口。

  (2).龙芯2号

  龙芯2号CPU 采用四发射超标量超流水结构,于2003年正式完成并发布,片内一级指令和数据高速缓存各64KB,片外二级高速缓存最多可达8MB,最高频率为500MHz,功耗为3-5瓦,远远低于国外同类芯片,其SPEC CPU2000测试程序的实测性能是1.3GHz的威盛处理器的2-3倍。

  (3).龙芯3号

  2008年末4核龙芯3号流片成功,采用65nm工艺,主频1GHz,晶体管数目达到4.25亿个。“龙芯3号”早期是一款4核处理器,并增加专门服务于Java程序的协处理器,以提高Linux环境下Java程序的执行效率,指令缓存追踪技术等。“龙芯3号”最终将实现对内峰值每秒500-1000亿次的计算速度。此外,龙芯3号还会尝试去兼容x86。

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