P2 PPC440 core implementation

This course covers the IBM Power 445 core

Objectives
  • A boot firmware that initializes the MMU has been developped to explain the boot sequence.
  • Internal debug facilities are described.
  • The course focusses on 440 low level programming, especially the PowerPC EABI.
  • Examples of exception handlers are provided.
  • A DFT has been developed to explain how to use mac instructions.
  • The Floating Point Unit operation is described.
  • The PLB ports as well as debug related signals are described to facilitate the hardware implementation.

  • This course has been delivered several times to engineers developing ASICs based on PPC440 and to engineers implementing Xilinx FPGAs containing PPC440 core(s).
Labs are compiled with Diab Data compiler and run under Lauterbach Trace32 debugger.
A more detailed course description is available on request at formation@ac6-formation.com
  • Experience of a 32 bit processor or DSP is mandatory.
  • Cours théorique
    • Support de cours au format PDF (en anglais) et une version imprimée lors des sessions en présentiel
    • Cours dispensé via le système de visioconférence Teams (si à distance)
    • Le formateur répond aux questions des stagiaires en direct pendant la formation et fournit une assistance technique et pédagogique
  • Au début de chaque demi-journée une période est réservée à une interaction avec les stagiaires pour s'assurer que le cours répond à leurs attentes et l'adapter si nécessaire
  • Tout ingénieur ou technicien en systèmes embarqués possédant les prérequis ci-dessus.
  • Les prérequis indiqués ci-dessus sont évalués avant la formation par l'encadrement technique du stagiaire dans son entreprise, ou par le stagiaire lui-même dans le cas exceptionnel d'un stagiaire individuel.
  • Les progrès des stagiaires sont évalués par des quizz proposés en fin des sections pour vérifier que les stagiaires ont assimilé les points présentés
  • En fin de formation, une attestation et un certificat attestant que le stagiaire a suivi le cours avec succès.
    • En cas de problème dû à un manque de prérequis de la part du stagiaire, constaté lors de la formation, une formation différente ou complémentaire lui est proposée, en général pour conforter ses prérequis, en accord avec son responsable en entreprise le cas échéant.

Plan du cours

  • Internal architecture overview
  • Connection to peripheral IPs
  • Clocking
  • Programming model
  • Pipeline basics
  • 5-stage pipeline operation
  • Speculative execution, guarded memory
  • Cache basics
  • Data flow between external memory and caches
  • Cache programming interface
  • Process vs thread
  • Memory Management Unit
  • Translation Lookaside Buffer initialisation
  • Cache control and debugging features
  • Load / store buffer, speculative loads
  • Book E objectives
  • Branch instructions
  • Load / store instructions
  • Semaphore management with lwarx / stwcx. Instructions
  • Arithmetical and logical instructions
  • The PowerPC EABI
  • Cache related instructions
  • 16-bit mac instructions to develop fixed point DSP algorithms
  • Exception processing
  • Syndrome registers updating when an exception is taken
  • Core timers : PIT, FIT and WDT
  • Reset
  • JTAG emulator use
  • Real time trace when the PowerPC core executes cached instructions
  • Hardware vs software breakpoints
  • External connections
  • Clock and power management interface
  • CPU control interface
  • Reset interface
  • External interrupt controller interface
  • Instruction-side local bus interface
  • Data-side local bus interface
  • DCR interface
  • Connection to the native instruction pipeline
  • External coprocessor module
  • Software interface
  • Class of instruction
  • Developing a custom instruction set relying on an external coprocessor
  • Floating point simple and double precision instructions