LEON處理器結構特點

LEON處理器系列是歐洲航天局的下屬的研究所開發的32位微處理器，應用在航天局的各種ASIC芯片內。目前有LEON2，LEON3系列。LEON系列處理器是一個可配置，可綜合適于在

　　SOC設計中應用的微處理器核。LEON2處理器是一個使用SPARC V8指令集的32位的RISC處理器，它的源代碼由可綜合的VHDL代碼構成。同時LEON2的性能也很不錯，使用Dhrystone2.1的測試平臺，LEON可以達到大約0.85MIPS/MHz。更大的好處是LEON處理器是一個公開源代碼，遵循GNU LGPL協議。任何人都可以其網站上免費下載其硬件代碼和各種開發軟件工具與相關文檔。并且在自己ASIC項目中使用。

　　LENO2的處理器具有以下的特點:

　　內部使用了5級流水線，兼容SPARC V8指令集。

　　具有硬件乘法，除法和MAC的功能。

　　具有分開的指令和數據cache結構(哈佛結構)，可以根據需求靈活的配置cache的容量，大小范圍是1-64kbyte。

　　片上總線規范使用了AMBA2.0規范，支持APB,和AHB標準。

　　具備一些片上常用外設，包括UART，中斷控制，I/O端口，實時時鐘,看門狗等。

　　支持硬件調試功能。

　　圖1是LEON2的結構框圖，虛線部分內是LEON2處理器的組成部分。

　　圖1 LEON處理器的結構框圖

　　從上面的介紹可以看出，LEON2的性能相當不錯，但是作為一個處理器，除了本身的性能以外，同時還必須要有高效的編譯器軟件開發環境，各種應用軟件和操作系統的支持。ARM和MIPS在嵌入式的廣泛應用，與其背后的高效的軟件編譯開發工具，以及眾多支持ARM和MIPS的實時操作系統軟件有很大關系。很多公司選擇ARM或MIPS，不僅看重微處理器的性能，更大的方面是看重其背后的軟件支持環境。雖然LEON系列在這一點上不如商用微處理器，但是也是相當不錯了。和硬件代碼一起，可以下載LECCS，一個基于GCC的免費的C/C++的交叉編譯系統，同時也可以使用GDB調試工具做源代碼級別的調試。開源社區還提供免費的實時系統RTEMS,UClinux,eCos等免費實時操作系統。上述實時操作系統都已在LEON2處理器上移植成功了。

　　由于LEON2處理器的源代碼是公開的，任何人都可以免費得到和使用。很多研究機構和公司沒有自己的處理器的核，如果去開發，需要大量的人力物力支持，而且附帶的各種軟件編譯器的開發也需要大量的工作，對于中小型的公司或研究院很難做到。如果通過購買ARM或者MIPS的核，通常都需要幾十萬美金的許可證的費用，同時以后的產品也必須要付一定的費用。而LEON系列處理器就給了這些公司和研究機構另外的一種選擇。雖然在功耗和性能上同常用的ARM,MIPS等處理器還有些不足，但是完全可以使用。LEON處理器是經過了多個ASIC芯片流片成功的實踐檢驗。目前基于LEON系列的ASIC芯片也有幾十個項目。