ЛЕОН

редактировать
LEON
Общая информация
Запущен1997
ПродаетсяAirbus Defense and Space
РазработаноSun Microsystems (приобретено Oracle Corporation ). (набор инструкций, оригинальный дизайн). Европейское космическое агентство (ESA). Gaisler Research. (процессор, производная разработка)
Обычный производитель (-ы)
Performance
Макс. CPU тактовая частота от 1,4 МГц до 150 МГц
Архитектура и классификация
Набор инструкций SPARC V8
Физические характеристики
Ядра
  • 1
История
ПредшественникERC32

LEON (от Испанский : león означает лев ) является устойчивым к излучению 32-битным CPU микропроцессор ядро который реализует архитектуру набора команд SPARC V8 (ISA), разработанную Sun Microsystems. Первоначально он был разработан Европейским центром космических исследований и технологий (ESTEC), входящим в состав Европейского космического агентства (ESA), и после короткого срока службы в Gaisler Research (Sun не участвовала в разработке процессора). Он описан в синтезируемом VHDL. LEON имеет модель двойной лицензии: лицензию LGPL /GPL FLOSS, которую можно использовать без платы за лицензию, или проприетарную лицензию, которую можно приобрести для интеграции в фирменный продукт. Ядро настраивается с помощью универсальных шаблонов VHDL и используется в системах на кристалле (SOC) как в исследовательских, так и в коммерческих целях.

Содержание

  • 1 История
  • 2 LEON модели и распределения процессоров
    • 2.1 Схема разработки FPGA
    • 2.2 Терминология
    • 2.3 Ядро процессора LEON2
    • 2.4 Ядро процессора LEON2-FT
    • 2,5 Ядро процессора LEON3
    • 2,6 Ядро процессора LEON3FT
    • 2,7 Ядро процессора LEON4
    • 2,8 Ядро процессора LEON5
  • 3 Поддержка ОС в реальном времени
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки
  • 6 Внешние ссылки

История

Проект LEON был начат Европейским космическим агентством (ESA) в конце 1997 года с целью изучения и разработки высокопроизводительного процессора для использования в европейских космических проектах. Цели проекта заключались в создании открытого, портативного и непатентованного процессора, способного удовлетворить будущие требования к производительности, совместимости программного обеспечения и низкой стоимости системы. Другая цель заключалась в том, чтобы иметь возможность производить чувствительный полупроводниковый процесс, устойчивый к одиночному разрушению (SEU). Для поддержания правильной работы при наличии SEU требовались обширные функции обнаружения и обработки ошибок. Цели заключались в том, чтобы обнаруживать и допускать одну ошибку в любом регистре без вмешательства программного обеспечения, а также подавлять эффекты от одиночных переходных ошибок (SET) в комбинационной логике.

Семейство LEON включает в себя первый дизайн языка описания аппаратного обеспечения LEON1 VHSIC (VHDL), который использовался в тестовой микросхеме LEONExpress, разработанной по технологии 0,25 мкм для подтверждения концепции отказоустойчивости. Вторая конструкция LEON2 VHDL использовалась в процессоре AT697 от Atmel (F) и различных устройствах типа система на кристалле. Эти две реализации LEON были разработаны ESA. Gaisler Research, теперь часть Cobham (до Aeroflex Gaisler), разработала третий дизайн LEON3 и объявила о выпуске четвертого поколения LEON, процессора LEON4.

Модели процессоров LEON и их распространение.

Процессор LEON может быть реализован в программируемой логике, такой как FPGA, или изготовлен в виде ASIC. Этот раздел и последующие подразделы посвящены процессорам LEON как программным IP-ядрам и суммируют основные характеристики каждой версии процессора и инфраструктуру, с которой он комплектуется, называемой дистрибутивом LEON.

Все процессоры серии LEON используют набор команд SPARC V8 RISC. LEON2 (-FT) имеет пятиступенчатый конвейер, тогда как более поздние версии имеют семиступенчатый конвейер. LEON2 и LEON2-FT распространяются как система на кристалле, которую можно изменить с помощью графического инструмента настройки. Хотя дизайн LEON2 (-FT) может быть расширен и повторно использован в других проектах, его структура не делает упор на повторное использование частей дизайна в качестве строительных блоков и не позволяет дизайнерам легко включать новые IP-ядра в дизайн.

Стандартный дистрибутив LEON2 (-FT) включает следующие ядра поддержки:

Ядра LEON3, LEON3FT и LEON4 обычно используются вместе с IP-библиотекой GRLIB. В то время как дистрибутивы LEON2 содержат один дизайн, который может использоваться в нескольких целевых технологиях, GRLIB содержит несколько дизайнов шаблонов, как для плат разработки FPGA, так и для целей ASIC, которые можно изменять с помощью графического интерфейса. инструмент настройки, аналогичный тому, что есть в дистрибутиве LEON2. Пакет LEON / GRLIB содержит большее количество ядер по сравнению с дистрибутивами LEON2, а также включает расширение Plug and Play для встроенной шины AMBA. IP-ядра, доступные в GRLIB, также включают:

  • 32-битный PC133 SDRAM контроллер
  • 32-битный PCI мост с DMA
  • 10 / 100/1000 Мбит Ethernet MAC
  • 8/16/32-бит PROM и SRAM контроллер
  • 16/32 / 64-битные контроллеры DDR / DDR2
  • USB 2.0 хост и контроллеры устройств
  • CAN контроллер
  • контроллер TAP
  • SPI контроллер
  • I2C контроллер
  • UART с FIFO
  • Модульный таймер
  • Контроллер прерываний
  • 32-битный ввод / вывод общего назначения ( GPIO) порт

Схема проектирования ПЛИС

Документация по схеме проектирования для LEON в ПЛИС доступна у производителя и из сторонних ресурсов.

Терминология

Термин LEON2 / LEON2-FT часто относится к конструкции системы на кристалле LEON2, которая представляет собой процессорное ядро ​​LEON2 вместе со стандартным набором периферийных устройств, доступным в дистрибутиве LEON2 (-FT). Более поздние процессоры серии LEON используются в самых разных конструкциях и поэтому не так тесно связаны со стандартным набором периферийных устройств. В случае LEON3 и LEON4 это имя обычно относится только к ядру процессора, в то время как LEON / GRLIB используется для обозначения всей конструкции системы на кристалле.

Процессорное ядро ​​LEON2

LEON2 имеет следующие характеристики:

  • GNU LGPL обеспечивает высокую степень свободы вмешательства в свободно доступный исходный код.
  • Конфигурируемость - ключевая особенность проекта, которая достигается за счет использования универсальных шаблонов VHDL.
  • Он предлагает все основные функции конвейерного процессора по порядку.
  • Это проект VHDL довольно большого размера (около 90 файлов, для полного распределения LEON2, включая периферийные IP-ядра)

процессорное ядро ​​LEON2-FT

Процессор LEON2-FT - это сбой одного события отказоустойчивая (FT) версия процессора LEON2. Триггеры защищены тройным модульным резервированием, а вся внутренняя и внешняя память защищены EDAC или битами четности. К этому IP применяются специальные лицензионные ограничения (распространяются Европейским космическим агентством). Помимо других спутников, процессор использовался в промежуточном экспериментальном транспортном средстве (IXV) ЕКА в 2015 году и в китайском лунном посадочном модуле Chang'e 4.

процессорное ядро ​​LEON3

LEON3 - это синтезируемая VHDL-модель 32-разрядного процессора, совместимого с архитектурой SPARC V8. Модель легко настраивается и особенно подходит для систем на кристалле (SoC ). Полный исходный код доступен по лицензии GNU GPL, что позволяет использовать его в любых целях без лицензионных сборов. LEON3 также доступен под проприетарной лицензией, что позволяет использовать его в проприетарных приложениях.

Между двумя моделями процессоров LEON2 и LEON3 есть несколько различий. LEON3 включает поддержку SMP и семиступенчатый конвейер, в то время как LEON2 не поддерживает SMP и имеет пятиступенчатый конвейер.

Ядро процессора LEON3FT

LEON3FT - это отказоустойчивая версия стандартного процессора LEON3 SPARC V8. Он был разработан для работы в суровых космических условиях и включает функции для обнаружения и исправления ошибок сбоя одиночного события (SEU) во всей встроенной памяти RAM. Процессор LEON3FT поддерживает большую часть функций стандартного процессора LEON3 и добавляет следующие функции:

  • Файл регистров Исправление ошибок SEU до 4 ошибок на 32-битное слово
  • Кэш-память исправление ошибок до 4 ошибок на тег или 32-битное слово
  • Автономная и программная прозрачная обработка ошибок
  • Отсутствие влияния времени из-за обнаружения или исправления ошибок

Следующие особенности стандартный процессор LEON3 не поддерживается LEON3FT

Ядро LEON3FT является распространяется вместе со специальной версией FT библиотеки GRLIP IP. Возможно только распространение списка соединений.

Реализация FPGA под названием LEON3FT-RTAX предлагается для критических космических приложений.

Ядро процессора LEON4

В январе 2010 года была выпущена четвертая версия процессора LEON. В этом выпуске есть следующие новые функции:

  • Статическое прогнозирование ветвления добавлено в конвейер
  • Дополнительный кеш уровня 2
  • 64-битный или 128-битный путь к AMBA AHB интерфейс
  • Возможна более высокая производительность (заявлено производителем: 1,7 DMIPS / МГц по сравнению с 1,4 DMIPS / МГц у LEON3)
  • Защита от радиации.

Ядро процессора LEON5

В стадии разработки.

Поддержка ОС реального времени

Операционные системы реального времени, поддерживающие ядро ​​LEON в настоящее время являются RTLinux, PikeOS, eCos, RTEMS, Nucleus, ThreadX, OpenComRTOS, VxWorks (согласно порту от Gaisler Research), LynxOS (также согласно порту от Gaisler Research), POK (бесплатная реализация ARINC653, выпущенная под лицензия BSD) и ORK +, ядро ​​реального времени с открытым исходным кодом для высоконадежных приложений реального времени с Ravenscar Profile, Et_dv настраиваемая ОС реального времени с открытым исходным кодом, которая позволяет использовать Linux ПО без линукса.

См. Также

  • Портал бесплатного программного обеспечения с открытым исходным кодом

Ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-26 08:31:17
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте