龙芯2J的芯片整体架构基于两级互连实现,结构如图1.1所示。第一层互连采用2x2的交叉开关,连接CPU、二级Cache模块(作为从设备)、以及两个千兆以太网控制器等。第二级互连采用2x3的交叉开关,连接2级Cache模块(作为主设备),DDR2内存控制器、低速高速I/O(包括PCI、LPC、spi、PS/2 等)以及芯片内部的控制寄存器模块。两级互连开关都兼容AXI 协议,采用读写分离的数据通道,数据通道宽度为128位,工作在与处理器核相同的频率,可提供高速的片上数据传输。
芯片特点:
1、片内集成一个64位的四发射超标量GS464高性能处理器核;
2、处理器核流水线采用四发射动态超标量,9-10级的超流水线结构,支持寄存器重命名、动态调度、分支预测和其它的乱序执行技术;
3、处理器核包括2 个全流水的64 位双精度浮点乘加部件;
4、处理器核包含64KB 数据 Cache 和64KB 的指令Cache;
5、兼容IEEE754 标准的浮点单元,支持全流水的浮点加减、乘法、乘加等运算,支持硬件除法和开平方根运算,浮点单元还支持龙芯多媒体指令;
6、64 项JTLB(Joint TLB),每个表项以奇/偶页成对组织,记录4KB-4MB页大小的共128个页面,页大小可动态变化。TLB中通过执行保护位防止缓冲区溢出攻击;
7、16项独立的指令TLB,提高指令地址映射的效率;
8、分离的64KB 一级指令Cache 和64KB 一级数据Cache,四路组相联结构,块大小为 32 字节;
9、片内集成1MB 二级Cache;
10、片内集成64 位400MHz 的DDR2/3 控制器;
11、片内集成2 个10M/100M/1000M 自适应以太网控制器;
12、片内集成32位100MHz PCIX/66MHz PCI;集成32位PCI/PCI-X 总线控制器,符合PCI-X 1.0B 规范,兼容PCI2.3;
13、最高800MHz 的主频,可动态调节频率,支持动态功耗管理;
14、片内集成一个LPC、一个PS/2、一个UART 和一个SPI 接口;
15、采用31mm x31mm的WB CBGA500 封装形
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