文档介绍：,§自ⅰ⒌际ν摘要囊垒文公蠢集成电路工艺的发展使得将系统集成在一块芯片中实现成为可能,芯片设计进入片上系统贝NA烁玫穆闱度胧较低车呐畈7⒄梗枰2欢系亩孕麓砥魈逑导芄进行广泛的研究。传统的精简指令集处理器和数字信号处理器髯跃哂胁同的指令集结构和微结构特点,适合于不同的应用领域。作为和诤咸宓/芄梗捎诩壬朴谥葱邢低吵绦颍稚朴谥葱行藕糯沓绦颍阅芄唤虾玫氖应嵌入式系统的发展。本文作者参加了浙江大学信息与电子工程学系小组承担的国家蠊婺集成电路设计重大专项项目,参与开发了具有自主知识产权的/砥鳌!狹并从中总结出结构、微结构设计等方面的一些方法和理论。将与砥鞯指令操作、寻址模式等要素充分融合,设计了并行操作、多媒体分裂模式等指令操作,形成了兼有、氐愕囊恢中碌闹噶罴峁埂2⒃诖嘶∩辖辛司哂凶陨硖厣的/⒔峁棺槌缮杓坪屯骋坏牧魉峁够郑沟肦疍体系既能够发挥处理器的系统执行能力,又具有砥鞯氖荽砟芰Γ佣筂砥鞲屎多媒体信息处理的需要。本文的主要内容及创新点包括:》提出指令构成及其划分模型的概念,论述了各指令构成域的条件正交性和条件空位。确立了/噶罱峁沟纳杓颇康挠胩氐悖⒃诖嘶∩先诤蟁拿嫦蚣拇嫫髦令特点、拿嫦虼娲⑵髦噶钐氐恪⒁约癝喾至涯J讲僮鳎杓剖迪至司哂薪为丰富寻址模式和指令操作的/噶钐逑担芯苛似渲噶罟钩捎虢峁垢杂性、数据通路设计之间的关系,从而确立了微结构设计的依据和基础。/噶罟钩赡P汀H范∕⒔峁鼓?樽槌桑⑻岢鯮疍流水划分原则。通过对比不同的划分方法,合理安排流水线中指令的执行动作,最终确定出满足系统频率和时序要求的流水结构,使得/噶钔ü骋坏牧魉安排融合在一起。,如并行设计、内部流水设计、集中控制等。它们将若干复杂指令操作均匀分配在几个流水节拍内完成,实现了任意窗口寻址等复杂指令操作,将整个处理器的数据通路与控制通路分离,减小了电路时延。从而满足了/煌令功能和系统时钟频率的要求,构成了统一的、紧密联系的、协调的系统结构。对协同验证平台的设计进行了研究。通过软平台中的单元验证、结构验证、系统验证等步骤,以及基于的硬平台验证,保证了处理器的正确性和完备性。关键词:片上系统精简指令集处理器数据信号处理器指令集微结构流水线根据浙江大学博上学位论文》
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第一章绪论嵌入式系统发展史嵌入式系统的快速发展不断的对处理器架构与性能指标提出更高的要求。传统与砥髟诟髯缘姆⒄估讨蟹直鹦纬闪司哂胁煌氐愕奶逑到峁购陀τ昧煊颍⒅鸩相互融合,/砥骷芄拐钦庖环⒄骨魇葡碌难芯糠较蛑弧1菊露訰疍和ḿ扑慊低程逑到峁狗治W烂婕扑恪⒎衿骱颓度胧接τ萌类【俊W烂婕扑闱康鞒绦蛑葱行阅埽蛔⒅爻绦虼笮『痛砥鞯墓摹7衿髦饕J侵甘库、文件服务和网络应用的多用户服务系统。与它们不同,嵌入式应用则强调实时、成本和一般来讲,嵌入式系统是指开发者可以在其上设计产品,但是终端用户一般不能对其进行修改的系统。嵌入式系统具有静态结构,大多数应用软件存于终端用户不可见的只读存储器中,并且终端用户不能访问处理器的可编程接口,不能对嵌入式处理器的行为进行修改或者重新编程,这一点是嵌入式系统和桌面系统的最大区别。长久以来,在嵌入式系统领域,换换恢闭加新⒍系匚弧S捎谄浣峁辜虻ィ所以常常并不被称为微处理器,而是被称作微控制器但是随着应用对嵌入式系统的要求越来越高,处理器结构不断发展,嵌入式系统也越来越复杂,缓淮砥饕丫荒苁と胃丛佑τ孟低车男枨螅磺度胧较低炒砥饔υ硕生。许多嵌入式处理器结构从过去的主要用于桌面系统的结构鏜等醒生出来,与桌面处理器之间的不同也不再仅仅局限于寄存器组织、基本指令集、流水线结构,而扩展到了诸如功耗、成本、外设集成度、中断响应时间、片上騌的容量等诸九十年代中期,更多的位处理器推向市场,开始出现多媒体扩展结构“⋯。同时,与娜诤辖峁菇勘昝樽剂烁叨说那度胧酱砥魇谐>攀甏┢冢酒圃工艺更加先进,集成度越来越高,不同用途的处理器核可以集成在一块芯片中实现,使得整个嵌入式系统进入片上系统甤发展时代”““。随着芯康闹鸩缴钊耄G笄度胧较低尘哂懈康恼闲浴⒏⒅厝恚布男势发展,不同的体系结构间相互融合,取跃补短,体现为的发展、构成及特点进行了介绍,并提出本文的主要研究内容和创新点。功耗问题。多问题”设计,对多媒体处理能力和功耗问题提出更高的要求。嵌入式系统处理器也向着多元化的趋浙江大学博十学位论文
微控制器————!R晃⒋砥需要卓越图形性能的视频游戏控制台;采用超长指令字结构琕采用适合于多媒体技术需要的分裂运算模式,即单指令多数据琒采用更深的流水级结构来提高系统频率;图概括的表示了嵌入式处理器的发展过程。乘法器为提高性能增加了功能单元控制器功能单元