成果简介：

    目前嵌入式系统渐成市场主流，与桌面市场被INTEL长期垄断态势不同，由于嵌入式CPU面向的是一定领域的应用，垄断局面很难形成。目前制造业、消费类、仪器仪表、军工等均展示了广阔的嵌入式数字化产品市场，这为发展我国自主微处理器提供了机遇。清华大学设计的THUMP处理器正是面向这一市场的开发的高性能低功耗的嵌入式CPU。THUMP芯片可以应用在数码相机、DVD、HDTV(高清晰度电视)等数字消费类产品，以及打印机、扫描仪等办公自动化产品上。与国内其它院校开发的CPU相比较，THUMP是一个与MIPS处理器指令级兼容的嵌入式CPU。因为MIPS是一种主流的嵌入式处理器架构，被广泛应用于便携式计算系统、便携式通讯设备、便携式电话、数字消费产品、办公自动化设备、工业控制等片上系统等嵌入式应用。因此，可以借助于MIPS庞大的市场优势，产生较好的经济效益。

在一个优良、成熟、经过时间考验的指令集基础上添加我国应用所需要的指令和功能单元，能最大限度地利用前人数以千亿元计的软件投资。这也是使中国近期在高性能微处理器、片上系统设计技术及其应用方面尽速赶超世界先进水平的极佳途径，便于中国芯片及其应用产品尽快走向世界，扩大高科技产品出口。同时，这种做法也符合国际上芯片开发行业的普遍规律。

     THUMP处理器的流水线结构先进，典型频率为400Mhz，最高可达500Mhz，采用TSMC 1P6M 0.18mm工艺。而国际上与其处于同一级别的相同工艺下的MIPS CPU的主频一般为200-240Mhz（见下表），即便是采用0.13um工艺的其频率也不超过300Mhz。

     同时，THUMP的功耗为1.17mW/Mhz，在同一工艺水平下也具有相当的竞争力。具体的技术参数可见附录1。

此外，在设计过程中采用了先进的软硬件协同设计方法，形成了一套完整的设计流程，并成功地将其转化为系统芯片的设计及验证方法，这就有利于进一步开发基于该处理器的片上系统(System on Chip)。而后者正是嵌入式应用领域的主流技术。

到目前为止，已经申请专利6项，申请软件注册5项。

    应用说明

应用THUMP微处理器实现了一种网络流量分配器，该流量分配器的特点为

u       可对服务器之间的通信量进行负载平衡

u       易于安装，无需额外的服务器硬件、软件

u       采用软硬件结合的方式，易于升级

u       基于嵌入式微处理器的设计，功耗小，投资少

u       可支持本地FLASH存储，无需硬盘

并开发了智能网关与网络计算机。

目前，正在开发基于该处理器的数字电视机卡分离方案的系统芯片，并与清华大学的其它单位合作，争取使之成为国家的数字电视标准之一。机卡分离方案的主要目的就是将数字电视/机顶盒的部分功能分离到可热插拔的CAM卡中，在前者的配置较为固定的情况下，CAM卡内的软硬件可以不断发展，提供更多更强的功能，包括多媒体、游戏、网络应用等。这样用户只需要更换或增加较为廉价的CAM卡来为其昂贵的数字电视/机顶盒增加功能；同时生产厂家也能尽量降低其生产成本。

联系方式

清华大学科技处     张虎   联系电话：010-62782239-319    手机：13911625927