[发明专利]一种基于存储器互联的可重构微处理器系统

说明书

本发明涉及一种基于存储器及总线互联的可重构微处理器系统，包括微处理器内核、存储器模块、电压转换模块及总线矩阵，该系统包括多个微处理器内核、多个存储器模块、电压转换模块、总线矩阵，多个微处理器内核相互串联，多个存储器相互串联，每个处理器均可与任意的存储器相连，所有的存储器与处理器成网状结构相互连接。该系统提出用户可直接通过总线矩阵对多个微处理器内核进行同时操作，多个微处理器内核可从不同的或是同一个存储器中取指令进行操作。该系统可实现存储器及总线与处理器的多重可重构。

技术领域

本发明属于可配置微处理器技术领域，具体说是一种可配置的多处理器多存储器多总线直连型微处理器系统。

背景技术

微处理器是由一片或少数几片大规模集成电路组成的中央处理器。这些电路执行控制部件和算术逻辑部件的功能。微处理器能够完成取指令、执行指令，以及与外界存储器和逻辑部件交换信息等操作，是微控制器的运算控制部分。

传统的微处理器系统设计中，微处理器只会占芯片中的一小块区域。其他部分则为存储器、时钟生成和分配逻辑、系统总线以及外设等。传统的微处理器系统设计中，将微处理器的总线架构、存储器单元及功能进行了约束，一款微控制器拥有的存储器种类及数量较少，且微处理器内核只能通过总线对确定数量的存储器进行访问，因此造成存储器资源不够丰富不能满足所有应用场景。

发明内容

本发明目的是提供一种可配置的多通道存储器与处理器、总线与处理器直连型微处理器系统，可通过直接对微处理器内核进行多类别、多组存储器直接互联，形成存储器矩阵网络。同时将所有存储器接口通过总线矩阵直接连接到微处理器系统外部。该微处理器系统可直接与各个类型的外设进行直连，不需要通过总线桥的转换，以克服上述传统微控制器系统的缺陷。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种基于存储器互联的可重构微处理器系统，包括：总线矩阵、处理单元以及存储器模块，其中：

总线矩阵与外设器件相连，用于与外设器件进行指令数据交互；

处理单元，用于对总线矩阵发送的指令数据进行处理，并将处理后的指令数据储存在存储器模块中或通过总线矩阵发送给外设器件，以及调取存储器模块中处理后的指令数据；

存储器模块，用于存储处理单元处理后的指令数据以及系统的启动代码和启动程序。

还包括电压转换模块，用于对输入电压进行转换，为处理单元供电。

所述总线矩阵包括多组AXI总线、多组AHB总线以及多组APB总线。

所述处理单元由多个处理器内核串联构成。

所述处理器内核采用ARM Cortex-M3。

所述存储器模块由多个存储器构成，存储器采用Flash或RAM。

所述外设器件为AXI外设器件、AHB外设器件以及APB外设器件。

所述处理单元识别不同的指令数据长度，根据各个处理器内核能够处理指令的宽度，动态配置参与工作的处理器内核的数量。

所述任意一个AXI总线、AHB总线以及APB总线分别与多个处理器内核通信，所述任意一个处理器内核分别与多个存储器和多个总线通信，所述任意一个存储器分别与多个处理器内核通信。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.存储器种类及数量多，可实现处理速率的提升；

2.所有外设均可通过对应的总线接口直接与内核相连；

3.内核对总线的操作不受其他外设的影响；