国产处理器研究与发展现状综述

摘要：
Ｃ Ｐ Ｕ是 电子产 品的核心 ， 代表着 国家信息产业 的发展水平 。 随着 近年来 国产 Ｃ Ｐ Ｕ的发展 ， 国内 Ｃ Ｐ Ｕ涌现出中 国科学
院研 究 所 、 国防 科 技 大 学 、 北京君正 、 北 大众志 、 苏州 国芯等一批研究单位 ， 研发龙 芯系列 、 Ｆ Ｔ 系列 、 Ｘ Ｂ ｕ ｒ ｓ ｔ 系列 、 Ｕ ｎ ｉ ．
基金项 目 ：
新 疆 维 吾 尔 自治 区 自然 科 学 基 金项 目 （ Ｎｏ ． ２ ０ １ １ ２ １ １ Ｂ ２ ９ ）
０ 引言
中央 处理 器 Ｃ Ｐ Ｕ（ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｌ Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｔ ） 是 数 字
Ｒ Ｉ Ｓ Ｃ 标 准 指 令 集 的 前 提 下 ．可 采 用 不 同 架 构 来 实 现 Ｃ Ｐ Ｕ产 品 目前 ． 世 界 上 主要 有 ３ 家 著 名 的具 有 不 同 架 构的 Ｃ Ｐ Ｕ公 司 ：居 统 治 地 位 的 Ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ 公 司的 ｘ ８ ６架 构 ，
最 重 要 的核 心 技 术 ．依 据 设 计 制 造 处 理 器 的 指 令 集 特
２ 国产 处 理 器
２ ． １ 北 大 众 志— — Ｕｌ １ ｉ ｃ ｏ ｒ ｅ 闱
国 内最 早 研 发 具 有 完 全 自主 知 识 产 权 微 处 理 器 ．
点 可 以分 为 两 大 体 系结 构 ： Ｃ Ｉ Ｓ Ｃ （ Ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｘ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
自主定 义 了 Ｒ Ｉ Ｓ Ｃ类 型 的 Ｕ ｎ ｉ Ｃ ｏ ｒ ｅ指令 系统 体 系结构 标准． 采用装入／ 存储形式 的通用寄存器 结构 。１ ９ ９ ９年 １ ２月 ３ ０日． 推 出了国内第一套支持微处理器正向设计
现 代 计 算 机 ２ ０ １ ４ ． ０ ３中
研 究 与开 发
芮 雪 ， ｖ ， 王 亮亮 ， 杨 琴
（ １ ． 新疆教育学院信息科学与技术学 院 ， 乌鲁木齐 ８ ３ ０ ０ ４ ３ ； ２ ． 新 疆 教 育 学 院 现 代 教 育 技 术 中心 ， 乌鲁木齐 ８ ３ ０ ０ ４ ３ ； ３ ． 新疆 教 育 学 院 远 程 教 育 技 术 重 点 实 验 室 ， 乌鲁木齐 ８ ３ Ｏ ｏ ４ ３ ）
Ｃ ｏ ｒ ｅ 系列 、 Ｃ ＇ Ｃ ｏ ｒ ｅ系列 等许多优 秀 的 Ｃ Ｐ Ｕ产 品 ， 介绍 国产主流 Ｃ Ｐ Ｕ的分类 、 研究单 位及研 发产品 的特点 和应用 ， 并
提 出 国Ｐ Ｕ；国 产 ； 龙芯 ； Ｕ ｎ ｉ Ｃ ｏ ｒ ｅ
系列 Ｃ Ｐ Ｕ的 出现 ． 令 人振 奋 的 同时 ． 也 期 待 着 有 一
天 国产 Ｃ Ｐ Ｕ能够在 市场上 占领一定 的份额 ． 能 够 和 国 外的 Ｃ Ｐ Ｕ抗 衡
１ 处 理 器 分 类
“ Ｃ Ｐ Ｕ指令 集 ” 和“ Ｃ Ｐ Ｕ架 构 ” 是 Ｃ Ｐ Ｕ 产 品 中 两 项
三
文章编号 ： １ ０ ０ ７ － １ ４ ２ ３ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ８ — ０ ０ １ ５ — ０ ５ Ｄ Ｏｔ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ７ — １ ４ ２ ３ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ８ ． ０ ０ ４
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国产处 理器研 究与发展 现状综述
系列 、 北京 君正 的 Ｘ Ｂ ｕ ｒ ｓ ｔ 系列 、 苏 州 国芯 的 Ｃ ＇ Ｃ ｏ ｒ ｅ 等
一
Ｍ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ，高级精简 指令集制 造 ） ［ ３ １ 。除此之外 ，还有
Ｍ Ｉ Ｐ Ｓ ６ ４ 、 Ｓ ｕ ｎ Ｓ Ｐ Ａ Ｒ Ｃ 、 Ｐ Ｏ ＷＥ Ｒ Ｐ Ｃ、 Ａ ｌ ｐ ｈ ａ 、 Ｉ Ａ ６ ４ 等 体 系 架构。 就国产 的主流 Ｃ Ｐ Ｕ 从 类 型上 可 以 分 成 大 中小 型 ， 如表 １ 所示： 从技 术上可 分为 “ 兼 容 国际主 流 、 自主 指 令系统 ”的 Ｃ Ｐ Ｕ．简 称 “ 兼容 Ｃ Ｐ Ｕ ” 【 １ Ｊ 和 完 全 自主 的 Ｃ Ｐ Ｕ 。下面将介绍这些国产主流 Ｃ Ｐ Ｕ， 以供 参 考 。
发的 Ｃ Ｐ Ｕ出现 ． 在 期 盼 中我 们 看 到 了 中 国科 学 院 龙 芯 的面世 、 北大众 志的 Ｕ ｎ ｉ Ｃ ｏ ｒ ｅ系 列 、 国 防科 技 大 学 的 Ｆ Ｔ
Ｐ ｉ ｐ ｅ ｄ Ｓ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ 无 内 部 互 锁 流 水 级 的 微 处 理 器 ）架 构 ， 以 及Ａ Ｒ Ｍ 公 司 的嵌 入 式 Ｃ Ｐ Ｕ架 构 Ａ Ｒ Ｍ（ Ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ Ｒ Ｉ Ｓ Ｃ
加强 ；在 Ｋ Ｄ 一 ６ ０ 、 Ｋ Ｄ 一 ９ ０等 Ｐ Ｈ Ｐ Ｃ上也应用 了龙 芯 ３ Ａ
处理器【
的同时 ． 还 需 配 套 开 发 相 应 的操 作 系 统 及 应 用 软 件 。 缺 乏操作系统的支持 、 应用软件移植困难 、 开 发 工 具 链 匮
Ｓ ｅ ｔ Ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔ ｅ ｒ 。复 杂 指 令 集 计 算 机 ） 和 Ｒ Ｉ Ｓ Ｃ （ Ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ
Ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ０ ｎ Ｓ ｅ ｔ Ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔ ｅ ｒ ，精简指令 集计算 机 ） 圆 。 由于 Ｃ Ｉ Ｓ Ｃ指 令系 统具有难 以调试 、 维护 ， 使计 算机 研制 周 期 变长等 一些 缺点 ． 目前普 遍使 用 Ｒ Ｉ Ｓ Ｃ 。在统一 的
ＭＩ Ｐ Ｓ公 司 的 ＭＩ Ｐ Ｓ ｆ Ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｒ ｗ ｉ ｔ ｈ ｏ ｕ ｔ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｌ ｏ ｃ ｋ ｅ ｄ
类 电子 产 品 的核 心 ．以 Ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ 和Ａ Ｍ Ｄ 两 大 公 司 生 产 的
Ｃ Ｐ Ｕ在 Ｐ Ｃ领域 占主流市场 的今 天 ． 国人期盼着 自主研