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双内核嵌入式处理器BCM1250及其应用

摘要：介绍了基于MIPS指令集的嵌入式处理器BCM1250的双向核、大容量片内缓存、多类型通信接口等主要特性，并对其应用方案、启动过程、操作系统选择等进行了探讨。

关键词：MIPS 嵌入式RTOS SMP

1983年，斯坦福大学的John L.Hennessy成功完成了第一个采用RISC理念瓣MIPS（Microprocessor without Interlocked PipeLINE Stages）微处理器。次年，他在硅谷创立了MIPS公司。该公司本身不生产微处理器，只设计高性能工业级的32位和64位CPU的体系结构，并且向其他半导体公司提供使用其内核（IP）的授权，用于生产基于MIPS而又各具特色的微处理器。目前已经有50多家公司申请了授权，相继推出了一批个性鲜明的微处理器，如PMC-SIERRA公司的RM7000系列、RM9000X2，NEC公司的VR55000、VR7700，而BROADCOM公司开发的BCM1250一举夺得了当年度嵌入式处理器论坛的“最佳高效能嵌入式处理器”大奖。

1 BCM1250处理器

BCM1250是Broadcom公司开发的基于MIPS架构的双内核、高性能64位RISC微处理器，采用0.13μm CMOS工艺制造，860引脚BGA封装（42.5×42.5mm），最高主频1GHz。芯片集成了两个名为“SB-1”的内核（CPU0和CPU1）。SB-1内核不仅实现了标准的MIPS64指令集架构，而且增加了MIPS-3D和MIPS-MDMX专用扩展指令。在1GHz时，两个内核具有4000MIPS或10Mpps的处理能力。

BCM1250是一种紧耦合共享内存对称式多处理器（SMP）。SMP系统定义为通过一个公共高速总线，将多个相同的处理器与内存和I/O设备等一系列外围设备连接起来的系统。“对称”意味着每个处理器在访问共享内存和外围设备时，访问机制相同。所谓“紧耦合”是指各内核个体之间距离很近，并通过一个通用高速总线实现物理互连。这些内核通过公共高速总线共享一个全局内存模块（即共享内存）以及诸多外围设备。

DRAM（内存）之间，所有对内存的访问都在二级缓存中检验。并且，每路Cache可以单独设置为存储器模式，作为存储器使用，而且速度不变。

（3）面向网络分组处理优化的片内公共高速总线Zbbus,256位（１个缓存线长cache