Leon2处理器IP核技术(3)

    同一般的嵌入式系统的软件开发一样，Leon2应用系统的软件开发需要采用交叉编译环境来进行。Leon2应用系统软件开发主要采用LECCS(Leon／ERC32 GUN交叉编译系统)。LECCS是由Cynus、OAR和Gaisler研究公司开发的多平台开发系统，是基于GNU系列的可以自由获取的、并带有一系列附加“点”工具的开发系统。LECCS可以在Linux(-2.2.x或更高)、Solaris(-2.7或更高)和windows(Cygwin-1.1.7更高)等多种平台上运行。要在Windows平台上运行LECCS，必须安装Cygwin。它一个是Unix层面模拟器。

    LECCS包括如下程序包：GCC--3.2.3C／C++编译器、RTEMS--4.6.0-βC／C++实时核、独立C库、GDB-5.3SPARC交叉调试器、远程调试监视器、GDB的DDD图形前端(仅对Unix)、GDB的GDB-TK图像前端(仅对Windows)、引导PROM的builder以及Leon调试支持单元监视器等。还包括一些工具，如交叉汇编器、汇编预处理器、GNU连接器、二进制转换器等等。

采用LECCS进行Leon2应用系统软件开发的过程如下：

①利用GCC编译和链接程序；

②利用仿真器了SIM调试程序；

③在远程目标系统上调试程序；

④为独立应用产生引导PROM程序。

    LECCS支持两种类型的应用：一种是通常的顺序CC++程序，一种是基于R了EMS核的多任务实时CC++程序。

   软件仿真工具可以采用丁SIM。它是一个通用的SPARC架构仿真器，可以对基于ERC-32和Leon的计算系统进行仿真，性能和使用方法可以参见TSIM用户指南。Leon2为应用系统的调试在硬件上作了极大的支持，那就是它的调试支持单元(DSU)和跟踪缓冲器。具体使用时可参见Leon2用户手册和leon DSU Monitor用户手册。

4 Leon2的应用

     Leon2在国内外都有应用。

    国外应用很多，如基于Leon的数字听写机、指纹安全系统、GPS处理机、BIST(内建自测试)等方面的产品。这里简单介绍洛杉矶加州大学的ThumbPod指纹安全系统，以及Nemerix公司的NJ1030型GPS基带产品。ThumbPod安全系统，是将人的指纹作为身份认证(数字身份)的安全系统。其原型的硬件系统由Xilinx的FPGA(XC2V1000)、Micron的 256 MHz-DDR-SDRAM、Authentec的AF-S2型手指感应器等构成。CPU采用Leon2处理器核，并通过Leon2的协处理器接口(CPI)挂接了AES(高级加密系统)协处理器来执行AES算法，以加快加密速度．系统的最大工作时钟频率可以达100 MHz，工作电压可以是3.3／2.5／1.8／1.5 V等多种电压。NJl030型GPS基带产品，目标是GPS的L1载波C／A码处理，并提供对WAAS和EGNOS两种增强系统的支持，可以和世界上领先的第三方的GPS-RF前端设备兼容。

    国内，航天部771所和中科院国家天文台都正在或计划研制基于Leon2的星载数据处理系统。这种数据处理系统，不再采用体积大、笨重而又功耗巨大的处理器芯片(如DSP)，而是直接将Leon2放进FPGA。系统将大部分的处理功能硬件化，利用FPAG的丰富资源，将整个系统放入一片FPGA芯片内。其中的Leon2只进行控制管理和一些必须的计算处理。国家天文台正计划研制基于Leon2的星载系统，系统将处理每日采集到的1780 GB数据。这些数据通过预处理(图像积分、辐射校正、几何校正、磁图处理)、小波压缩、图像格式等，使图像压缩到10GB左右，并下传到地面站。

结 语

    本文介绍了Leon2开源处理核的技术特点、软硬件开发过程、国内外的应用实例。技术特点主要是SPARCV8规范、AMBH2.0总线结构、容错设计方法和VHDL编程风格；对Leon2应用系统的软硬件开发工具和方法进行了介绍；在应用实例中，介绍两种国外的应用和两种国内的应用，其中包括作者正在进行研制的星载图像处理系统。