设为首页 - 加入收藏
广告 1000x90
您的当前位置:144177黄大仙救世网48 > 精简指令 > 正文

一种精简指令集CPU的研究与实现

来源:未知 编辑:admin 时间:2019-07-03

  随着信息技术和物联网技术的飞速发展,微控制器的应用愈加广泛,而它的核心单元是CPU,其功能主要是解释机器指令以及对数据进行处理,极大程度上说,CPU的性能决定了整个片上系统的性能。目前,国内产品中所使用的CPU大都是国外设计或授权生产,如ARM和Intel。因此,研发具有自主知识产权的CPU,对国家信息产业的发展有着深远的影响,对国家利益的保障意义重大。本文正是基于此背景,并结合自己的相关工作经验,探索并研究了一种高性能精简指令集CPU的设计及实现。CPU整体采用哈佛结构进行设计,它一种将程序指令储存和数据储存分开的存储器结构,能够明显地减少数据和指令阻塞的情况,极大提高CPU的处理效率。同时,采用精简指令集指令集,其显著特点是每条指令的指令格式和指令周都期相同,这有利于其内部高速流水线的设计和实现。整个设计采用了自顶向下与自底向上相结合的设计方法,模块化的设计思想让从整体CPU的架构设计到各个功能模块的实现变得简单易行。文中较为详细地阐述了AXI片内总线、流水线、缓存、内存管理单元、程序计数器、算术逻辑单元、分支预测单元、中断控制器的实现,CPU功能模块也正是以此进行划分,并主要侧重于基本原理的介绍,对算法的构造不做具体的阐述。同时,结合整个数字芯片设计的流程,站在前端芯片设计人员的角度,分别从RTL代码设计、前端功能性仿真、FPGA板上验证、综合、形式等效性检查、静态时序分析、后端功能性仿真、功耗估计等方面介绍了整个CPU芯片设计的流程,各个流程的严格把控是整个数字芯片设计成功的先决条件。从CPU的代码设计到流片结束,通过对其进行严格的时序分析、功能性仿真、功耗分析以及FPGA上板验证,表明该设计结构合理,功能正常,时序收敛,在性能和功耗方面均取得了较为满意的结果。在40nm制成下,单核心主频可高达400Mhz,功耗在50mw以下,可以很好的应用于片上系统集成中,在嵌入式及物联网领域有较好的应用前景。通过本文的介绍,能够给其他设计者一定的启发,为后续此款CPU的升级奠定了一定的基础。

  赵云忠;;RISC及其在嵌入式系统的应用[J];航空计算技术;1992年01期

  秦建宁;新一代RISC机的主要特征和发展趋势研究[J];微机发展;2003年S1期

  董军,石教英,马小虎;RISC技术特点与优缺点[J];计算机与现代化;1995年04期

  Rain-Wind;点评CPU降温软件[J];广东电脑与电讯;2000年09期

  怜花;;如何使用软件降温 给你的CPU装个“空调”[J];电脑采购周刊;2001年20期

  ;日本开发2300亿次每秒的高速超级计算机CPU[J];电子元器件应用;2005年03期

  刘树林;李丽蓉;王天明;陈霞;;计算机CPU常见故障与排除[J];计算机光盘软件与应用;2014年10期

  郑振耀;于新生;陈永秀;;V77-200型计算机的CPU的剖析和检修(摘要)[A];第六届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];1990年

  杨宗正;;简易诊断技术用于设备中CPU及内存储器等电路的调试和维修[A];第十届全国设备监测与诊断技术学术会议论文集[C];2000年

  吴琦;魏建中;;微处理器(CPU)的稳态电离辐射(总剂量)试验[A];第十一届全国可靠性物理学术讨论会论文集[C];2005年

  广东 严培;依据CPU工作条件及时序快速判断苹果三代手机不能开机故障(一)[N];电子报;2013年

  广东 严培;依据CPU工作条件及时序快速判断苹果三代手机不能开机故障(二)[N];电子报;2013年

  本报记者 王颖 宋梅秋 张熙照;创新思维——新型农民的CPU[N];吉林日报;2003年

  黑龙江 高林;彩电CPU故障的分析与速修两例[N];电子报;2011年

  本报记者 刘肖勇;网络蓝军:一块CPU,就是一架轰炸机[N];广东科技报;2011年

  本报记者 李敏;以适变的渠道抢占中国CPU市场[N];国际商报;2003年

  马成;国际市场CPU价狂跌 国内电脑整机要跳水[N];市场报;2000年

  陈玉娟 DigiTimes;CPU双雄决战新兴电脑市场[N];电子资讯时报;2006年

  记者 孙勇;税务总局严打虚假出口CPU骗税行为[N];经济日报;2009年

  李頔;基于CPU与GPU的大跨结构风场模拟[D];华南理工大学;2017年

  刘静;基于ARM嵌入式教学实验平台的设计与开发[D];电子科技大学;2014年

  陈冰倩;基于CPU的归一化互相关算法波前斜率技术研究[D];中国科学院研究生院(光电技术研究所);2016年

  黄常清;面向CPU的金属—聚合物复合微结构散热器换热机理研究及结构优化[D];北京化工大学;2016年

  程晓红;基于RISC的编译型PLC的研究与设计[D];武汉理工大学;2008年

  高甜容;基于“龙芯”CPU数控系统通信平台的设计与实现[D];中国科学院研究生院(沈阳计算技术研究所);2010年

  秘海晓;基于FPGA的32位五级流水线CPU的研究与设计[D];河北工业大学;2012年

  田金颖;CPU热管散热器的实验研究与数值模拟[D];天津商业大学;2008年

  严浩良;CPU老化工艺中直流转换器失效机理及解决方案[D];复旦大学;2009年

本文链接:http://bahayexchange.com/jingjianzhiling/205.html

相关推荐:

网友评论:

栏目分类

现金彩票 联系QQ:24498872301 邮箱:24498872301@qq.com

Copyright © 2002-2011 DEDECMS. 现金彩票 版权所有 Power by DedeCms

Top