2.2 可配置性及可扩展性

2.2.1 可配置性

ARC EM系列的可配置性针对不同的应用需要有不同的功能需求。固定功能的芯片结构或许可以面面俱到，但是在将其设计投入产品之后，某些部分的功能可能完全没有使用到的机会，但即使没有使用，开发商仍需支付这些“多余”部分的成本，这就造成了浪费。与之相对应的，ARC EM可根据应用“量身剪裁”，提供更加节省资源的解决方案。ARC EM既支持对可选择功能部件进行可配置，还支持对相关功能部件的属性参数根据应用需求进行配置。ARC EM的可配置性具体如下。

处理器基本配置：地址总线宽度、程序指针PC宽度、循环计数器宽度、复位暂停、大小端、中断向量表复位基地址。

寄存器配置：寄存器数量、写口数量、寄存器组（Bank）以及备份组中寄存器数量。

总线接口协议：根据应用需求，ARC EM可进行4种总线接口的配置（BVCI和不同版本的AHB）。

中断：可对处理器内核可获取的中断个数以及外部中断管脚、中断优先级以及快速中断等进行配置。

Cache或外存访问主端：处理器可以通过Cache或者外存接口主端访问外存，并可对Cache大小、关联度等参数进行配置。

CCM：紧耦合存储器可配置大小和从端访问接口。

JTAG接口：支持2线和4线JTAG协议，能够访问所有内核资源。其中，2线JTAG是一个可选的接口组件，作为标准的4线JTAG的补充。

Debug接口：外部主机（或调试器）使用调试端口接口访问处理器资源，包括内部寄存器和整个存储器空间。在实际设计中，既可以从JTAG调试端口进行访问，也可以只是连接到仿真模型进行验证（使用-fast_rascal选项）。

定时器：Timer0、Timer1及RTC（Real-Time Counter）计数器都可以根据需要进行配置。

其他：还可以根据应用需要，配置以下特性，代码保护、堆栈保护、存储保护MPU、实时程序追踪、硬件断点和观察点、性能监视器、看门狗定时器、存储器错误保护、DSP指令支持、FPU指令支持、用户AUX接口等。

在标准指令集基础上，ARC EM还提供6组可选的指令集包给用户，用户可根据应用需求来进行配置。ARC EM处理器提供了一套完整的流程用来配置指令集，从而能够在性能、复杂性、工作频率、能耗间达到适当的平衡。ARC EM系列还包含了大量的配置检查功能以及工具链，程序库支持，能即时反馈，加快和优化处理器配置。表2-1总结了ARC EM指令集支持的可配置选项。详细的指令集介绍参见第3章。关于使用工具对ARC处理器进行配置，及配置过程对软件开发的影响等内容，参见第10章。

2.2.2 用户可扩展性

ARC EM系列处理器提供了一个APEX接口支持可扩展性，针对目标应用，用户可通过APEX向导很方便地为处理器添加硬件，可极大地改善性能、功耗和面积。

用户可使用APEX接口，通过添加专用指令、通用扩展寄存器和具有特殊访问权限的辅助寄存器、状态代码和标志来扩展处理器体系结构。

支持用户添加信号用于集成外部设备，如扩展第三方知识产权IP。此功能可以使数据从外部IP直接向处理器发送数据和指令，而不需要通过总线。

APEX包含一个或多个指令、通用或辅助寄存器、条件代码或信号。APEX存储在一个扩展程序库中，可以通过拖曳的方式添加到模型中。

1.APEX的优点

APEX允许用户将自定义指令添加到现有的处理器框架中，而不用担心控制逻辑以及指令将作何处理。

使用APEX可接入第三方的IP或用户之前的设计，并且不需要构建总线或其他硬件处理器指令即可直接访问。例如，一个独立的DSP协处理器可以直接集成在处理器级别，而不需要考虑总线、相关延迟和流水线问题。

APEX很难被破解，因此可使用户的代码更安全。

2.APEX特点

1）扩展指令用以实现自定义功能。例如，自定义加法器，以缓解应用程序代码中的瓶颈。

2）扩展通用寄存器。这些扩展寄存器可用于所有的指令，通常用来处理经常变化和必须快速访问的信息。

3）扩展辅助寄存器可通过软件使用LR和SR指令访问，通常在不经常更改及不需要快速访问的情况下使用。

4）根据处理器标志的值或标志组合来决定条件代码是否用于条件执行。

5）使用APEX添加信号到处理器的内核顶层，增加内核外围端口。这些端口可定义为输入、输出或双向。

APEX的详细功能和使用参见第11章。