SPARC微處理器綜述

　　國內也有多家公司和大學從事SPARC微處理器的研發。值得說明的是，北京時代民芯科技有限公司已成功研制出基于SPARC V8架構的高性能、高可靠嵌入式微處理器MXT0105及其片上系統芯片(SoC)產品MXT0106，微處理器MXT0105性能已達到且部分指標超過ATMEL公司的AT697。MXT0106是集成多路模擬量與開關量數據采集、多路模擬與數字信號輸出、1553B通訊、多種外設接口的高性能、高可靠片上系統，內部通過AMBA總線將高性能CPU、浮點處理器、A/D、模擬開關、1553B總線控制器、I2C總線控制器、計數器、定時器、通用I/O、PWM輸出等功能模塊集成在單一芯片上，適合測試、實時計算以及控制領域應用，有效實現電氣系統的集成化、小型化、輕量化、智能化以及低功耗。MXT0106的主頻可達到150MHz，支持8/16/32位外部存儲器數據訪問，帶有64路模擬開關、4路12位高速A/D轉換器和1553B總線控制器，具備成熟的編譯器、可視化集成開發環境、驅動程序、例程、BSP軟件包、SoC 開發板支持。

　　SPARC微處理器特點及其嵌入式應用

　　SPARC 微處理器具備精簡指令集、支持32 位/64 位數據精度，架構運行穩定、可擴展性優良、體系標準開放等特點。此外，寄存器窗口技術既是SPARC微處理器的顯著特點，也是SPARC架構不同于由斯坦福大學提出的MIPS微處理器架構的主要不同點之一。采用這項技術可以顯著減少過程調用和返回執行時間、執行的指令條數和訪問存儲器的次數，從而易于實現直接高效的編譯。如圖2所示，它將工作寄存器組成若干個窗口，建立起環形結構，利用重疊寄存器窗口技術來加快程序的運轉。每個過程分配一個寄存器窗口(含有一組寄存器)，當發生過程調用時，可以把處理器轉換到不同寄存器窗口使用，無需保存和恢復操作。相鄰寄存器窗口部分重疊，便于調用參數傳送。為每個過程提供有限數量的寄存器窗口，各個過程的部分寄存器窗口重疊。

　　伴隨LEON2的發布，SPARC微處理器在嵌入式應用領域獲得了巨大的發展空間，全球大約已有3萬多個成功的應用案例。比較著名的是國際空間站上的控制計算機DMS-R及空間自動轉移器ATV中均使用了SPARC微處理器ERC32，而在太空觀測臺JEM-EUSO上則使用了SPARC V8架構的微處理器。國內研制的SPARC微處理器在軍工電子領域已得到應用，在民用領域正處于普及推廣應用過程中。

　　SPARC微處理器未來發展趨勢和展望

　　經過20多年的發展，SPARC微處理器憑借其持續的創新研發能力，不斷取得驕人成績。在服務器等高端處理器領域，SPARC Enterprise 服務器系列的M8000機型就是一個典型的例子，2007年，它在SAPERP2005、Oracle Database 10g和Solaris10運行環境下，刷新了16 路處理器級別系統中SAP SD 2-tier 標準應用基準測試的世界記錄[3]。在空間應用等高可靠嵌入式應用領域，SPARC微處理器也發揮著越來越重要的作用。ESA決定在2013年發射的水星探測任務中采用SPARC微處理器。

　　SPARC架構標準的開放和最先進的多核心、多線程SPARC微處理器的設計代碼開放，促使世界上越來越多的公司、機構和大學加入到SPARC微處理器的研發中。到目前為止，對于開源的SPARC微處理器設計代碼，已經有超過10,000個下載。而業界對研究SPARC微處理器的積極響應，必將推動SPARC微處理器持續進步，讓它始終具有超強的競爭性。

　　參考文獻

　　[1] http://www.sparc.org/

　　[2] http://www.opensparc.net/

　　[3]“讓開放系統兼備大型機優勢”， Computing IT Week，2007(15)