C-SKY ®嵌入式CPU之CK803S——创新架构助力32位微控制器应用


CK803S是杭州中天微系统有限公司自主开发的面向MCU的低成本嵌入式CPU核产品,它以低成本、低功耗与高性能的硬件架构全面助力32位微控制器应用创新。CK803S基于C-SKY V2自主指令架构与16/32位可变长指令系统,同时设计有DSP加速指令和单精度浮点运算指令。硬件上,CK803S采用低成本的3级流水线技术,用户可扩展的哈佛结构存储架构。CK803S系列嵌入式CPU包括基础核CK803S、针对电机、音频等加强的CK803SE、针对浮点运算加强的CK803SF和针对可信执行的CK803ST等。


CK803S主要技术特征

· 精简指令架构,32位数据,16/32位可变长指令;

· 单位性能1.5DMIPS/MHz

· 3级流水线,单发射按序执行;

· 静态分支预测技术;

· 单周期执行延时指令和数据旁路技术;

· 背靠背LD/ST数据访存技术;

· 3总线架构,独立的指令总线、数据总线和系统总线,指令总线/数据总线为AHB-Lite协议,支持用户存储子系统扩展,系统总线为AHB/AHB-Lite协议;

· 多层次动态功耗管理;

· 中断快速响应技术,中断响应延时仅为13个处理器周期;

· 内存访问保护,1-8个表项可配置的内存保护区;

· 紧耦合系统IP,包括矢量中断控制器,定时器,功耗管理单元等;

· 支持单精度浮点运算;

· 支持DSP运算加速;

· 防软件攻击的可信执行技术;

· 可配置Cache

· 内部硬件调试模块支持片上硬件调试;


CK803S主要技术参数

工艺 0.18um 0.13um 90nm(G)
主频(MHz,WCS) 100 150 230
面积 (mm2) 0.6 0.3 0.15
功耗 (mW/MHz) 0.2 0.09 0.06


CK803S的应用领域

· 微控制器

· 汽车电子

· 工业控制

· 无线网络及各种便携式应用


CK803S结构与设计特点

      CK803S面向低成本、高能效进行了体系结构的优化,最小内核面积仅有2.5万门。CK803S设计有取指、译码、执行回写3级流水级,取指流水线设计了低成本的静态分支预测器,预测准确率可达80%;译码流水线发送数据访问请求,实现LD/ST指令的背靠背全流水运行;绝大多数指令可在单周期内执行完毕并回写。CK803S面向音频、电机等应用,开发了DSP增强指令子集,支持字/半字的乘、乘累加、移位、数据封装、存储访问等操作,支持SIMD运算。CK803S面向浮点类应用,开发了低成本的浮点运算单元,支持单精度浮点运算。


设计基于哈佛结构的存储访问框架,指令与数据请求通过总线矩阵单元连接系统总线与指令总线、数据总线。具有可配置的内存保护单元(MPU),用于保护敏感数据的存储器系统访问。

CK803S设计有多个层次的低功耗设计技术:软件支持处理器进入低功耗工作模式;细粒度的门控时钟技术可动态关闭闲置模块下的动态功耗。


面向物联网安全的可信执行技术 

面向物联网安全,CK803S开发了基于轻量级虚拟化的可信执行技术,虚拟化出可信世界和非可信世界,支持可信世界的数据防护,并提供可信中断响应、可信调试等多层次的可信防护功能。


“资源中心”即将上线,敬请期待!