IDT79R3051/79R3052
RISControllers
集成设备技术有限公司
IDT79R3051
， 79R3051E
IDT79R3052
， 79R3052E
产品特点：
指令集和IDT79R3000A兼容，
IDT79R3001 MIPS RISC处理器
高集成度减少了系统成本和功耗
消费
- IDT79R3000A / IDT79R3001 RISC CPU整数
- R3051功能指令缓存4KB
- R3052功能指令缓存为8KB
- 所有设备都配备了数据缓存2kB的
- “E”版本（扩展架构）功能全
功能存储器管理单元，其中包括64
进入转换后备缓冲器（ TLB ）
- 4 - 深写缓冲消除了内存写入档
- 4 - 读缓存器支持笔芯由慢爆
存储设备
- 片上DMA仲裁器
- 总线接口减少了设计的复杂性
单个时钟输入，用40％ -60 ％的占空比
35 MIPS ，超过64,000根据Dhrystones在40MHz的
低成本的84引脚PLCC封装这是引脚/包 -
与耐热增强型84引脚MQUAD兼容。
灵活的总线接口，可实现简单，低成本的设计
20，25， 33 ，和40MHz的操作
完整的软件支持
- 优化编译器
- 实时操作系统
- 监控/调试器
- 浮点软件
- 页面描述语言
Clk2xIn
时钟
发电机
单位
主管道控制
系统控制
协处理器
异常/控制
注册
内存管理
注册
BrCond （3 ：0）
整
CPU核心
通用寄存器
(32 x 32)
ALU
移
整型（ 5:0）
翻译
后备缓冲器
（ 64项）
MULT /股股利
地址加法器
PC CONTROL
虚拟地址
32
物理地址总线
指令
缓存
(8kB/4kB)
数据总线
总线接口单元
4-deep
写
卜FF器
4-deep
读
卜FF器
DMA
ARBITER
数据
缓存
(2kB)
32
BIU
控制
地址/
数据
DMA
CTRL
RD / WR
CTRL
系统时钟
2874 DRW 01
图1. R3051系列框图
IDT标志为注册商标，并RISChipset ， RISController ， R3041 ， R3051 ， R3052 ， R3071 ， R3081 ， R3720 ， R4400和R4600是集成设备技术， Inc.的商标。
商业级温度范围
1995
集成设备技术有限公司
1995年9月
5.3
DSC-3000/5
1
IDT79R3051 / 79R3052综合RISControllers
商业级温度范围
介绍
IDT的IDT79R3051系列是一系列高性
曼斯32位微处理器具有英特高水平
格雷申从而有针对性地高性能，但成本
敏感的嵌入式处理应用。该IDT79R3051
系列产品的设计带来了高性能的内在
MIPS的RISC架构到低成本，简化的，加电
敏感的应用。
功能单元都集成到以CPU核心
以降低系统总成本，而不显著降解
系统的性能。因此， IDT79R3051家族能够
整数性能， 40MHz的报价35MIPS没有要求还
荷兰国际集团的外部SRAM或高速缓存。
此外， IDT79R3051家庭带来了巨大的力量
减少这些嵌入式应用中，允许使用
低成本的包装设备高达25兆赫。该IDT79R3051
家庭允许客户应用带来最大的per-
formance以最低的成本。
图1示出了功能块级表示
在IDT79R3051家庭内部tional单位。该IDT79R3051
家族可以被看作是一个离散的实施方案
解决方案围绕IDT79R3000A或IDT79R3001 。
然而，通过在单个芯片上集成这些功能，
巨大的成本和功耗降低得以实现。
目前，该IDT79R3051的四名成员
家庭。所有器件都引脚和软件兼容的：在
不同之处在于在指令高速缓冲存储器的数量，并且在
处理器的内存管理功能：
在IDT79R3052"E “采用指令缓存为8kB ，
并配有全功能的存储器管理单元
（ MMU ） ，其中包括64项全相联翻译
后备缓冲器（ TLB ） 。这是相同的MMU掺入的
进入IDT79R3000A和IDT79R3001 。
该IDT79R3052还集成指令缓存8kB的。
然而，对与MMU是capabili-的一个更简单的子集
该架构的增强版本的关系，实际上
不使用TLB 。
在IDT79R3051"E “采用指令缓存4KB 。
此外，该器件具有相同的功能全
MMU （包括TLB文件）作为IDT79R3052"E “ ，并
IDT79R3000A.
在IDT79R3051集成指令缓存4KB ，
并使用的简单的内存管理模式
IDT79R3052.
的功能块中的这些掺入的概述
设备如下。
CPU核心
CPU核心是一个完整的32位RISC整数执行
发动机，能承受贴近单周期执行
率。 CPU内核包含一个5级流水线和32
正交的32位寄存器。该IDT79R3051家庭imple-
ments的MIPS ISA 。事实上，所述执行引擎
IDT79R3051家族是一样的执行引擎
IDT79R3000A （和IDT79R3001 ） 。因此， IDT79R3051
家庭是与CPU引擎的二进制兼容。
在IDT79R3051家族的执行引擎使用
五级流水线实现贴近单周期执行。
一个新的指令能够在每个时钟周期中开始;该
执行引擎实际处理五句话CON组
目前（在不同的流水线阶段） 。图2示出了
并发的IDT79R3051家庭管道来实现。
I#1
IF
I#2
RD
IF
I#3
ALU MEM
RD
IF
I#4
WB
WB
WB
WB
WB
ALU MEM
RD
IF
I#5
ALU MEM
RD
IF
ALU MEM
RD
ALU MEM
当前
中央处理器
周期
图2. R3051系列5级流水线
2874 DRW 02
系统控制协处理器
在R3051系列还集成了片上系统
控制协处理器CP0 。 CP0同时管理例外
该IDT79R3051家族的灰处理能力，以及
虚拟的IDT79R3051家族的物理图谱。
有两个版本的IDT79R3051家庭architec-
TURE ：扩展架构的版本（在IDT79R3051E
和IDT79R3052E ）包含一个完全关联的64项TLB
它映射4KB虚拟页到物理地址
空间。虚拟到物理映射，因此包括内核
片段，其是硬映射到物理地址，并
其分别对应于一个页的基础的内核和用户段
通过TLB到任何地方4GB的物理地址范围内
空间。在此的TLB ，8页翻译可以被“锁定”，由
内核，以保证实时确定响应应用
系统蒸发散。这些版本因此，使用相同的MMU结构
在IDT79R3000A和IDT79R3001的发现。图3
示出了在所发现的虚拟 - 物理地址映射
扩展架构版本的处理器系列。
扩展架构的器件允许系统
设计师实现内核的软件来动态管理
用户任务利用存储器资源，并且还允许
内核有效地“保护” ，从用户的特定资源
任务。这些功能是在许多重要的
嵌入式应用，从过程控制（如资源
保护可能是极为重要的）， X -Window的显示
系统（如虚拟内存管理是非常
重要的） ，并且也可以被用来简化系统调试。
5.3
2
IDT79R3051 / 79R3052综合RISControllers
商业级温度范围
虚拟
0xffffffff
内核映射
(kseg2)
物理
任何
0xc0000000
内核未缓存
(kseg1)
0xa0000000
内核缓存
(kseg0)
0x80000000
物理
内存
3548MB
用户映射
缓存
（ KUSEG ）
任何
内存
0x00000000
图3.虚拟到物理扩展的体系结构版本的映射
512MB
2874 DRW 03
该体系结构的基本版本（在IDT79R3051
和IDT79R3052 ）去掉TLB并建立一个固定的
地址映射为虚拟的各个环节
地址空间。该基地处理器支持不同的内核
并且不需要页面管理用户模式操作
软件，导致更简单的软件模型。内存
使用这些设备的映射被示于图4中注
该示出的保留的地址空间是为了兼容
未来的家庭成员;在当前的家庭成员，
引用这些地址被转换在同一
方式及其各自的段，不带过滤器或例外
系统蒸发散服用。
虚拟
0xffffffff
1MB内核RSVD
当使用该体系结构的基本版本，该
系统设计人员可以实现之间的一个区别
用户任务和内核任务，而无需执行
页管理软件。这种区分可以采取
形式的物理内存保护功能，通过AD-完成
穿着解码，或以其他形式。在系统里面做不
希望实现内存保护，并希望有
内核和用户任务运行出一个单一的统一存储
空间，高位地址线可以被地址被忽略
译码器，因此，所有的引用将在较低的可见
技嘉的物理地址空间。
物理
内核缓存
(kseg2)
0xc0000000
内核未缓存
(kseg1)
0xa0000000
内核缓存
(kseg0)
0x80000000
1MB用户RSVD
用户
缓存
（ KUSEG ）
0x00000000
内核可缓存
任务
1024MB
内核/用户
缓存
任务
2048MB
无法访问
内核启动
和I / O
512MB
512MB
2874 DRW 04
图4.虚拟到物理的基础架构版本映射
5.3
3
IDT79R3051 / 79R3052综合RISControllers
商业级温度范围
时钟产生单元
该IDT79R3051家族由单一输入时钟驱动，
能的范围为40％-60 ％的占空比下工作。上
芯片，所述时钟发生器单元是负责管理
CPU内核，缓存和总线接口的相互作用。该
时钟发生器单元替换所需的外部延迟线
在IDT79R3000A和IDT79R3001的应用程序。
指令缓存
目前系列产品包括两种不同的指令高速缓存
大小：在IDT79R3051家族（该IDT79R3051和
IDT79R3051E ）指令高速缓冲存储器的特征4KB，并且
IDT79R3052和IDT79R3052E每一个整合了8KB
指令缓存。对于所有四个器件，指令高速缓冲存储器
被组织为16个字节（ 4个字）的线的尺寸。这
比较大的缓存实现了命中率也超过95 ％
在大多数应用中，并大大地促进了
性能固有的IDT79R3051家族。缓存是
实现为直接映射高速缓存，并且能够
从任何地方4GB的物理缓存中的指令
地址空间。高速缓冲存储器是用物理实现
地址（而非虚拟地址） ，并由此不
需要冲洗上下文切换上。
数据缓存
所有四款器件集成了2KB的片上数据缓存，
组织为4个字节（一个字）的线的尺寸。这种相对
大的数据高速缓冲存储器实现的命中率大大超过90％，在
大多数应用中，并有助于大致向perfor-
曼斯固有的IDT79R3051家庭。由于与指令
化的高速缓存，数据高速缓存被实现为直接映射
物理地址缓存。缓存能够映射任何
4GB的物理地址空间中的单词。
数据高速缓存被实现为通过缓存的写入，
以确保主存储器是与总是一致的
内部高速缓存。为了尽量减少处理器暂停由于
数据写入操作时，总线接口单元包括一个4-
深的写入缓冲器，捕捉的地址和数据在
处理器执行速度，允许其退役主
内存在慢得多的速率，而不冲击系统
性能。
总线接口单元
该IDT79R3051家庭使用其庞大的内部缓存来
提供了广大的带宽要求
执行引擎，从而可以利用一个简单的总线接口
连接到慢的存储设备。
该IDT79R3051家庭总线接口使用一个32位的
地址和数据总线多路复用到一个单一组引脚。
总线接口单元还提供了一个ALE信号到DE-
复用的A / D总线，以及简单的握手信号，以
工艺处理器读取和写入请求。除了
读写界面， IDT79R3051系列集成
一个DMA仲裁器，允许外部主机控制
外部总线。
该IDT79R3051系列包含了4级深写缓冲区
从速度解耦执行引擎的速度
的存储器系统。写缓冲区捕捉和FIFO
处理器的地址和存储操作的数据信息，
并呈现出它的总线接口在写事务
评价该存储器系统可以容纳。
该IDT79R3051 / 52接口读取执行单
字读取和四字读。一字一句读与工作
一个简单的握手，和四字读可以利用
简单的握手（在较低的性能，简单的系
TEMS ），或者利用更严格的定时模式，当系统内存
可以在处理器的时钟速率的突发数据。因此，该系统
设计人员可以选择使用网页或半字节模式的DRAM
（也可能是使用交织） ，如果需要的话，在高性
曼斯系统，或使用简单的技术来减少的COM
复杂性。
为了适应较慢的四倍长字读出，则
IDT79R3051系列包含了4个读缓存FIFO ，
使得外部接口可以排队内的数据
释放之前，处理器执行的一个脉冲串填充
内部缓存。根据成本与性能
适合于给定的应用，该系统的设计权衡
工程师可以包括从DRAM到真正的突发支持
提供高性能的高速缓冲存储器未命中处理，或泌尿道感染
丽泽读取缓冲区来处理四字从慢读
内存系统。
制用法
该IDT79R3051系列经过专门设计，以
轻松连接到低成本的存储系统。典型的低成本
存储系统采用缓慢的EPROM ， DRAM中，而应用程序
化专用外设。这些系统还可以典型地
包含大，速度慢静态RAM ，虽然IDT79R3051
家族已被设计为没有特别要求的用途的
外部的SRAM 。
图5显示了一个典型的系统框图。包括透明
耳鼻喉科闩锁用于解复用的IDT79R3051 / 52
地址和数据总线从所述A / D总线。数据路径
存储器系统元件和R3051家族之间
A / D总线由简单的八进制的设备管理。一小套
简单的PAL可用于控制各种数据路径
元件，并控制所述存储器之间的信号交换
设备和CPU 。
开发支持
该IDT79R3051家庭支持一组丰富的
开发工具，从系统仿真工具
通过舞会显示器支持，逻辑分析工具，并分
系统模块。
图7是该系统的开发过程的概述
通常用于在开发IDT79R3051户型为主
应用程序。该IDT79R3051家族支持加电
通过项目开发的各个阶段FUL工具。这些
工具可以及时，硬件的并行开发和
软件IDT79R3051 / 52应用程序，并包括
工具，如：
程序中，Cache - 3051 ，这使得性能
一个IDT79R3051家庭为基础的系统进行建模和
了解而无需实际的硬件。
5.3
4
IDT79R3051 / 79R3052综合RISControllers
商业级温度范围
黑貂，指令集仿真器。
优化的MIPS ，是公认的领导者编译器
在优化编译技术。
IDT的交叉开发工具，在各种可用的
开发环境。
高性能IDT浮点库软件，
它已经融入编译器工具链
允许软件浮点更换硬件浮点
点，而无需修改原始的源代码。
IDT的评估板，包括RAM ， EPROM ，
I / O ，以及IDT PROM监视器。
IDT的激光打印机主板，可直接驱动
一个低成本的打印引擎，并且运行微软TrueImage
在PeerlessPage顶页面描述语言
AD-
vanced打印机控制器的BIOS 。
的Adobe的PostScript
页面描述语言，移植到
在R3000指令集，运行在IDT79R3051家庭。
IDT的舞会监视器，它实现了一个完整的毕业舞会
监测（诊断，远程调试支持，PEEK /捅，
等）。
一个仿真器，开发和销售的嵌入式
性能方面，公司
RESET
Clk2xIn
整型（ 5:0）
BrCond （3 ：0）
IDT R3051系列
RISController
BUSREQ
BusGnt
AD（ 31 ：0）
ALE
地址（ 3：2）
Wr
SysClk时钟路
连拍/
RdCEn WrNear
确认DATAEN BERR
FCT373T
内存和接口
控制的PAL
地址
解码
PAL
DRAM控制
PALS
EPROM
DRAM
I / O设备/
外设
系统I / O
FCT245T
2874 DRW 05
图5.典型的基于R3051系列系统
5.3
5
QQ：2881677436 复制
