MIPS32® 4KE™ 系列

• 4KE核心系列包括以下核心：
  • 4KEp® 核心 –具備叠代乘法和小FMT MMU(固定映射轉換 記憶體管理單元)的基本核心
  • 4KEm® 核心 - 4KEp 核心＋ 快速乘法/除法單元
  • 4KEc® 核心 - 4KEm ＋ TLB MMU
  • 4KEPro 核心 – 具有CorExtend™功能的4KE 核心
• MIPS16e™程式碼壓縮可幫助設計人員把應用的記憶體要求降低40%之多
• 這些核心可配置多達64KB 的指令快取記憶體和64KB的回寫資料快取記憶體，以獲得更大的靈活性和更高的性能
• 這些高度可配置、可合成的核心給設計人員帶來了整合應用所需功能的靈活性
• 大量的時脈閘控即可降低功耗又不影響應用性能
• BIST、掃描和具有跟蹤和快速下載功能的增強型JTAG (EJTAG)除錯(PDtrace™)可實現快速簡便的除錯
• 4KE核心是可合成的，能夠移植到任何晶圓製造製程上
• 所有主流作業系統和編譯器工具鏈，以及數百種第三方開發工具都支援MIPS®架構

MIPS32® 增強型 (Release 2)架構

• 5級管線
• 1、2、4或 8 組32位元暫存器
• 管理模式工作
• 向量中斷和外部中斷控制器支援
• 原子中斷啟動/禁用
• 位元欄位操作指令
• 虛擬記憶體支援(小頁面，支援大量的頁表操作)

MIPS32 專有資源架構

• 用於即時中斷的計數/比較暫存器
• 用於SW中斷點的I 和 D監控暫存器

MIPS16e™程式碼壓縮

• 特殊的PC相關指令，可以高效載入位址和常數
• SAVE & RESTORE巨集指令，用於副程式內部堆疊的設置和拆卸
• 32位元指令的16位元編碼，可提高程式碼密度

可編程快取記憶體的大小

• 可分別配置的指令快取和資料快取記憶體，大小爲0-64KB
• 直接映射2-、3-或4-路集關聯
• 負載阻塞，直到提供關鍵字
• 非阻塞預取
• 回寫支援
• 16位元組大小的快取記憶體排列

中間結果暫存RAM支援

• 可選用快速暫存RAM取代I- 和/或 D-快取記憶體的1路
• 20個索引位址位元，可實現高達1MB的陣列訪問
• 介面可以實現核心的後延遲操作

記憶體管理單元(MMU)

• 32個頁面大小可變的雙表項JTLB
• 固定或基於TLB的MMU，取決於系列中的編號

簡單匯流排介面單元(BIU)

• 所有I/O完全註冊
• 單獨的單向32位元位址匯流排和資料匯流排
• 兩個16位元組大小的折疊式寫入緩衝器(collapsing write buffer)
• 爲便於向其他匯流排協定轉換而設計

整數乘法/除法單元(MDU)

• 速度快，或面積最佳化，取決於系列中編號
• 最大每時脈周期一次32x16乘法的執行速度(快速MDU)
• 最大每隔一個時脈周期一次32x32乘法的執行速度(快速MDU)

通用協同處理器(COP2)介面

• 32位元外部協同處理器介面

功率控制

• 最小頻率：0 MHz
• 省電模式(由WAIT指令觸發)
• 支援軟體控制時脈除法器
• 支援局部閘控時脈的廣泛運用

EJTAG除錯

• 支援單步進
• 虛擬指令和資料位址中斷點
• 利用跟蹤壓縮(PDtrace™)功能實現PC和資料跟蹤

開發工具

• MIPS SDE – 專爲支援MIPS 核心而最佳化的基於GNU的工具鏈
• MIPSsim™ –匯流排功能建模和指令集模擬器
• System Navigator™ 探針 – EJTAG 探針
• NavigatorIDE – 基於Eclipse的繪圖式整合開發環境

 

製程 (nm)	130	90
頻率 - (MHz)最壞情況	100 - 250	250 - 420
性能 (DMIPS)	400	680
功率 - (mW/MHz) 典型值 (核心 + 8k/8k 快取記憶體)	0.32 - 0.68	0.15 - 0.26
面積 - (mm2，核心+ 8K/8K/快取記憶體)	1.2- 1.9	0.65 - 1.2

註：頻率、功耗和尺寸取決於配置方案、合成、晶片供應商、製程以及單元庫。對於130nm製程，最壞情況是慢矽(slow silicon)、1.08V、125C；典型情況是普通矽、1.2V、25C。對於90nm製程，最壞情況是慢矽、0.9V、125C；典型情況是普通矽、1.0V、25C。上述涉及速度不包含SI、OCV、時脈抖動和設計餘量。



MIPS32® 4K®核心系列專爲希望在SoC應用中提高性能、簡化系統整合並便於在未來製程技術上升級的半導體製造商、ASIC開發商和系統OEM所設計。

MIPS32® 4KE® 處理器核心系列整合指南(.pdf)

MIPS32® 4KE®處理器核心系列軟體使用手冊(.pdf)

MIPS32® 4KEc®處理器核心資料手冊(.pdf)

MIPS32® 4KEm™處理器核心資料手冊(.pdf)

MIPS32® 4KEp®處理器核心資料手冊(.pdf)