关键字：
内核
总线
处理器
1983年，斯坦福大学的John L.Hennessy成功完成了第一个采用RISC理念瓣MIPS（Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages）微处理器。次年，他在硅谷创立了MIPS公司。该公司本身不生产微处理器，只设计高性能工业级的32位和64位CPU的体系结构，并且向其他半导体公司提供使用其内核（IP）的授权，用于生产基于MIPS而又各具特色的微处理器。目前已经有50多家公司申请了授权，相继推出了一批个性鲜明的微处理器，如PMC-Sierra公司的RM7000系列、RM9000X2，NEC公司的VR55000、VR7700，而Broadcom公司开发的BCM1250一举夺得了当年度嵌入式处理器论坛的“最佳高效能嵌入式处理器”大奖。
1 BCM1250处理器
BCM1250是Broadcom公司开发的基于MIPS架构的双内核、高性能64位RISC微处理器，采用0.13μm CMOS工艺制造，860引脚BGA封装（42.5×42.5mm），最高主频1GHz。芯片集成了两个名为“SB-1”的内核（CPU0和CPU1）。SB-1内核不仅实现了标准的MIPS64指令集架构，而且增加了MIPS-3D和MIPS-MDMX专用扩展指令。在1GHz时，两个内核具有4000MIPS或10Mpps的处理能力。
BCM1250是一种紧耦合共享内存对称式多处理器（SMP）。SMP系统定义为通过一个公共高速总线，将多个相同的处理器与内存和I/O设备等一系列外围设备连接起来的系统。“对称”意味着每个处理器在访问共享内存和外围设备时，访问机制相同。所谓“紧耦合”是指各内核个体之间距离很近，并通过一个通用高速总线实现物理互连。这些内核通过公共高速总线共享一个全局内存模块（即共享内存）以及诸多外围设备。
图1是BCM1250的内部结构框图。主要特点如下。
1.1 高性能双内核和大容量缓存
（1）两个64位MIPS内核SB-1。每个内核能够在一个时钟周期发射4条指令。每个内核包含32KB 4路组关联指令缓存和32KB 4路组关联数据缓存，64位入口的全关联TLB（Translation Lookaside Buffer）。
（2）两个SB-1共享4路组关联二级高速缓存（L2 Cache），每路128KB，共512KB。与其它系统不同的是，内核与I/O DMA主设备共享这片缓存，就像缓存处于内核和SDRAM（内存）之间，所有对内存的访问都在二级缓存中检验。并且，每路Cache可以单独设置为存储器模式，作为存储器使用，而且速度不变。
（3）面向网络分组处理优化的片内公共高速总线Zbbus,256位（１个缓存线长cache line）数据宽度，速率是ＣＰＵ主频的一半，将两个ＣＰＵ、Ｌ２ Cache、SDRAM控制器和I/O桥等连接起来。总线使用MESI协议以保证两个CPU、L2 Cache、内存和外部设备的数据的一致性。
（4）两个内核之间可以通过指令（ll、lld、sc和scd指令）和中断等方式进行通信。每个内核含有一个邮箱（mailbox）寄存器。当一个内核通过Zbbus总线访问另一个内核的邮箱寄存器时，产生中断。
1.2 外围控制模块和多类型通信接口
（1）DDR SDRAM控制器包括两个通道，每个通道64位数据宽度，另加8位ECC数据，支持两条JEDEC标准的133MHz DDR DIMM。每个通道的带宽高达16Gbps。如果采用DRAM芯片，辅以严格的走线控制，速度可达到200MHz，带宽高达50Gbps。ECC单元能够检测2位错误，纠正1位错误。
（2）一个遵循PCI2.2标准的PCI接口，32位数据宽度，最高速率66MHz。内部PCI仲裁器支持4个外部设备。
