【正文】 也要定義 JTAG接口到外部的連接。PowerPC處理器 I/O接口PPC405 JTAG調(diào)試端口 PPC405的 JTAG可以通過 FPGA本身的 JTAG端口連接，也可通過可編程的 I/O連接。 圖 JTAG接口塊符號(hào)，表 JTAG接口的信號(hào)描述。 對(duì)于有多個(gè) PPC405核的芯片，用戶可以將每個(gè)核的JTAG單獨(dú)的直接連接到可編程 I/O引腳。PowerPC處理器 I/O接口PPC405 JTAG調(diào)試端口 通過專用的芯片 JTAG邏輯連接 PPC405 JTAG邏輯 另一種方法是使用芯片專用的 JTAG引腳將多個(gè)PPC405和 JTAGPPC通過 JTAG鏈連接到一起。 該模式能改變一個(gè)程序的運(yùn)行，并且提供了調(diào)試系統(tǒng)硬件和軟件的能力。 圖 ，表 接口的信號(hào)描述。該模式支持實(shí)時(shí)跟蹤處理器所執(zhí)行的指令流。一個(gè)外部的跟蹤工具使用觸發(fā)器事件來控制跟蹤信息的搜集。實(shí)時(shí)跟蹤模式不影響處理器性能。然而，只有當(dāng)內(nèi)部調(diào)試模式和外部調(diào)試模式禁止時(shí)，才能產(chǎn)生觸發(fā)器事件。 圖 ，表 試接口的信號(hào)PowerPC處理器 I/O接口跟蹤接口 PowerPC處理器 I/O接口跟蹤接口PowerPC處理器 I/O接口處理器版本寄存器接口 Virtex4 PowerPC塊提供用戶訪問處理器版本寄存器（ Processor Version Register， PVR）中 8比特的功能。 圖 PVR接口的塊符號(hào)，表 PVR接口的 I/O信號(hào)。 OCM控制器提供了非緩存的對(duì)指令側(cè)和數(shù)據(jù)側(cè)存儲(chǔ)器空間的訪問。不象 PLB接口，OCM控制器不需要總線仲裁來訪問 FPGA的結(jié)構(gòu)（ fabric）資源。 在 Virtex4中， DSOCM控制器有一個(gè)增強(qiáng)的特性通過額外的信號(hào)來支持存儲(chǔ)器映射的外設(shè)。 1） DSCOM和 ISOCM的共同特點(diǎn) 在 FPGA內(nèi)的處理器塊和 BRAM之間，存在獨(dú)立的指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器接口，在指令側(cè)和數(shù)據(jù)側(cè)接口到外部存儲(chǔ)器之間不需要 PLB仲裁。在處理器塊內(nèi)的專用的 DCR總線循環(huán)用于 OCM控制器。 為 DSOCM和 ISOCM分配了獨(dú)立的 16MB的邏輯存儲(chǔ)器空間。多周期操作使用 N:1的處理器到 BRAM的比例系數(shù) Virtex4可選擇的自動(dòng)時(shí)鐘比例檢測，消除了必須編程控制比例系數(shù)的操作 PowerPC處理器 OCM控制器 OCM控制器特點(diǎn) 2） DSCOM的特點(diǎn)252。支持字節(jié)寫訪問 DSBRAM252。到 DSBRAM端口的 22位地址252。Virtex4支持為讀 /寫數(shù)據(jù)傳輸可變的延遲PowerPC處理器 OCM控制器 OCM控制器特點(diǎn) 3） ISOCM的特點(diǎn) ISOCM接口包含 64位只讀端口用于指令加載和 32位讀/寫端口來初始化或測試 ISBRAM。圖 OCM控制器接口。 在使用 DSOCM/ISOCM寄存器前， DSARC/ISARC，DSCNTL/ISCNTL控制寄存器必須被初始化。 2) 在處理器模塊指定相關(guān)的輸入端口。 1）在 VirtexII pro，在系統(tǒng)初始化時(shí)，使用 ISINIT和ISFILL寄存器，允許處理器寫指令到 ISOCM存儲(chǔ)器陣列 2）在 Virtex4，使用 ISINIT和 ISFILL寄存器，允許處理器寫 /讀指令到 ISOCM存儲(chǔ)器陣列PowerPC處理器 OCM控制器 DSOCM控制器加載 /存取操作 DSOCM控制器，在一個(gè)加載指令時(shí)，接受來自處理器的一個(gè)地址和相關(guān)的控制信號(hào)，然后傳遞一個(gè)有效的地址到 DSOCM的 FPGA結(jié)構(gòu)或 BRAM接口。 DSOCM控制器在地址最高 8位執(zhí)行指令譯碼來確定是加載 /存儲(chǔ)指令 。PowerPC處理器 OCM控制器 ISOCM控制器取指操作 在取指周期， ISOCM控制器接受來自處理器的一個(gè)地址和相關(guān)的控制信號(hào)，并將有效地址傳遞到 ISOCM接口?？捎玫钠渌椒ㄊ牵褂?DCR總線上的 ISINIT和 ISFILL寄存器，處理器能加載 ISOCM空間。由于該端口為 64位寬度，所以一次可以取出兩條指令 第 2個(gè) 32位端口用于存儲(chǔ)器初始化和軟件調(diào)試。PowerPC處理器 OCM控制器PowerPC處理器 OCM控制器 圖 (a) 給出了 VirtexII pro ISOCM接口圖，圖(b) 給出了 Virtex4 ISOCM接口PowerPC處理器 OCM控制器 圖 DSOCM接口和 BRAM的連接關(guān)系。一般使用匯編指令 mtdcr和 mfdcr來完成對(duì) DCR控制寄存器的訪問。PowerPC處理器 OCM控制器OCM的寄存器 DSARC/ISARC寄存器 該寄存器定義了 ISOCM和 DSOCM存儲(chǔ)器位置的最高8位。PowerPC處理器 OCM控制器DCR寫訪問 ISINIT為 22位的寄存器，映射到 DCR寫數(shù)據(jù)總線 D8D29位。每當(dāng) ISFILL寄存器被寫時(shí)， 32位的指令就寫到了 BRAM中。如果 ISENTL設(shè)置為 1，與VirtexII pro一樣 如果讀取 ISFILL寄存器 1）對(duì)于 VirtexII pro，保存在 ISFILL寄存器的內(nèi)容將返回作為 DCR讀數(shù)據(jù) 2）對(duì)于 Virtex4，如果 ISCNTL的第 2位設(shè)置為 1，被ISINIT寄存器尋址的 ISOCM的真正的內(nèi)容將要被加載，否則保存在 ISFILL寄存器的內(nèi)容將返回作為 DCR讀數(shù)據(jù)。 這些定制的指令集被 FPGA結(jié)構(gòu)協(xié)處理器模塊（ Fabric Coprocessor Module， FCM）執(zhí)行。 圖 PPC405， APU控制器和 FCM模塊之間的流水線流程 。 一個(gè)浮點(diǎn)單元 FPU是 FCM的一個(gè)很好的例子。PowerPC處理器 APU控制器FCM指令處理 APU控制器或者 FCM能完成 FCM指令解碼。表 APU相關(guān)的 MSR位域。它們是典型的發(fā)射后不管指令，即不需要返回任何狀態(tài)或數(shù)據(jù)給處理器流水線。PowerPC處理器 APU控制器自治和非自治的指令 2）非自治指令 這類型的指令將阻礙 PowerPC流水線的指令執(zhí)行，直到 FCM指令執(zhí)行完為止。 比如一個(gè)用戶定義的 UDI_FCM_Write指令， FCM寄存器取出數(shù)據(jù)，并將其寫到 GPR寄存器組中其中一個(gè)寄存器。 一旦在 PPC流水線內(nèi)阻塞指令完成第一個(gè)執(zhí)行周期，所有到 PPC的中斷和異常被阻塞，這樣就不會(huì)阻止指令的完成。 指令格式 圖 FCM指令格式。 op碼被 APU控制器或者 FCM譯碼。 用戶定義的指令（ userdefined instruction， DUI）能被配置來識(shí)別這些比特位。PowerPC處理器 APU控制器基本操作 碼 擴(kuò) 展操作 碼 描述0(=0b000000) 0b00000000000 非法除了以上所有 可用于 UDI，不 設(shè) 置PPC405（ CR）位4(=0b000100) 0b10 MAcc和 Xilinx保留0b1000110 可用于 UDI，需要 設(shè) 置PPC405（ CR）位除了以上所有 可用于 UDI，不 設(shè) 置PPC405（ CR）位31(=0b011111) 0b001110 預(yù) 定 義 的 FCM加 載 /存儲(chǔ)0b1110101 FCM整數(shù)除法PowerPC處理器 APU控制器基本操作 碼 擴(kuò) 展操作 碼 描述(=0b110) 0b 預(yù) 定 義 的 FCM加 載 /存 儲(chǔ)32(=0b011111) 0b11111 預(yù) 定 義 的 FCM加 載 /存 儲(chǔ)59(=0b111011) 0b 預(yù) 定 義 的 PowerPC FPU指令 62(=0b111110) 0b1 預(yù) 定 義 的 FCM加 載 /存 儲(chǔ)63(=0b111111) 0b 預(yù) 定 義 的 PowerPC FPU指令PowerPC處理器 APU控制器 指令譯碼 能使用 APU控制器或其本身，來譯碼 FCM指令。FCM譯碼，盡管比較慢，但允許實(shí)現(xiàn)更多的用戶定義的指令。PowerPC處理器 APU控制器 APU控制器預(yù)定義指令譯碼 這樣有兩種類型的預(yù)定義指令被 APU控制器譯碼：浮點(diǎn)和 FCM加載 /存儲(chǔ)。那些返回結(jié)果到 PowerPC的 FPU指令是非自治的，非阻塞的；其他指令則是自治的。 2） FCM加載 /保存指令 FCM加載 /保存指令在 PowerPC處理器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器系統(tǒng)和 FCM之間傳輸數(shù)據(jù)。PowerPC處理器 APU控制器 用戶定義的指令譯碼 用戶可以定制 8個(gè)定制指令能被 APU控制器譯碼。 FCM預(yù)定義指令譯碼 這兒有一組預(yù)定義的 PowerPC指令，能被配置為在FCM內(nèi)譯碼：整數(shù)除法指令。這樣允許多于 8個(gè)定制指令被譯碼。PowerPC處理器 APU控制器 FCM異常 當(dāng)執(zhí)行保存，阻塞，或者非阻塞指令， FCM將異常傳遞給 APU控制器。 當(dāng)執(zhí)行異常句柄時(shí)， PowerPC在 SRR0寄存器保存返回程序的計(jì)數(shù)器，在 SRR1中保存 MSR內(nèi)當(dāng)前的值?？赡艿漠惓Ｓ校悍欠ㄖ噶?；特權(quán)指令； APU使能； FPU使能異常； APU不可用； FPU不可用；操作數(shù)；不支持的段；寫故障；區(qū)域故障； UO故障；數(shù)據(jù) TLB缺失。 2)UDI配置寄存器。PowerPC處理器 APU控制器APU控制器配置PowerPC處理器 APU控制器 UDI配置寄存器 表 UDI配置寄存器的位域描述 。 8個(gè) UDI寄存器共享一個(gè)DCR地址用于訪問。 APU控制器內(nèi)部運(yùn)行和 PowerPC時(shí)鐘一樣的速度。用于同步信號(hào)去 /從FCM