文档介绍：中国科学院计算技术研究所
博士学位论文
低功耗嵌入式处理器设计研究
姓名:范东睿
申请学位级别:博士
专业:计算机系统结构
指导教师:唐志敏
20050601
攘要在避建年里,计算机处理器设计的发展是非常迅速的。其中一个明盥的特征就是,疆藿工艺承乎静掇赢,箍理器蕊糕模蕊寒越太,‘陡麓越来麓高,餐嗣瓣功糕也鹗受滢螽,特别是髓羲移动设§的广泛应题,处理器滟功巍晦逐已经或为了制约耨~代处理器发震的最严重问题,因此处理器的低功耗设计在最近凡年里得剐了学术界和工业界的关注。本文针对处瑕器的微锸构设计,深入地研究了嵌入式处理器的低功褪设计方法,在鲣理器不圈纛瑶功耗评话方法土,在数缝麓级功耗捂导下翁结稳竣诗土,在毒藏晦溉楚邋嚣关键部件的动态功糕上,在源亚微米”档妥汉系缏泛褪毙虻琪>蔡纳希及在并《嗪饲度胧酱砥鹘峁股杓粕隙甲隽嗽档难芯浚⑻岢隽艘幌盗信傩路椒ā本文的主骚贡献煎拢为了寝予器震各个墨嚣豹葫栽磺究工遥疚幕窭砺畚咽调窳椒较詝℃分搴厅了楚邂器设计的不尉屡亟上功毵谔链的方法;U攵郧度胧酱砥鹘峁梗庸乃叫阅芰椒矫嫜芯苛俗R圃げ饣啤2⑻岢隽饲入式处理器转移预灏鞯挠叛》阶希参?悸枪囊蛩睾蟮那度胧酱砥髀绻股计捷摸了旗究范镄;为处理嚣的一个关键部件一~考岢隽艘惶椎凸摹⒌桶昊杓品察。经过深入的攮化分树,在保诳性能和嫩迟基本不受影响的情况下,有效降低了设计静功耗和颟积,效果稚常明显;濑着芯片载遥工艺躲疆褰,瞧路翁灏毫功耗淹逛麓采越严黧,本文深入裔究了终低漏电功髓的输入向量控巷《技术,建立了漏电功糕模撼器,提出了秀偈佃ㄛ肉嫩控制技术的方法,并倒造性翘提出了迭代使用珻的艨想,并通过实验证溉功耗墩天式姓理器设计疆褒:搦器
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图目录图功耗模拟器的整体结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯能量变化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图杂诓煌婺5脑げ馄鳎琈的平均预测精度⋯⋯⋯⋯⋯⋯图比较相同硬件开销的不同预测机制的转移预测精度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图漏电功耗和动态功耗的比例⋯⋯⋯⋯。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一砥髀┑绻乃嫉谋壤图枢阉工艺下四代砥鞴谋浠图为获锝サ男阅芴嵘韪冻龅墓拇邸图论文组织结构示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图由反向器看跳变损失的过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图由反向器看短路损失的全过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图处理器不同设计阶段的功耗评估⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图三个不同功耗评测层次上的实验沆程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图微结构级评估的功耗没有肪称拦赖墓淖既贰图比较ぞ咂拦澜峁胧导市酒馊扃9墓牟钜臁图比较评5墓慕峁褪灯獾玫墓慕峁库中寄存器堆的功耗信息⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图,和的平均图笔褂貌煌婺5腷和预测器,运行钠骄延迟变化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图笔褂貌煌婺5腷和预测器,运行F骄图杂诓煌婺5脑げ馄鳎琈的平均图孕」婺5淖R圃げ馀渲茫琩瑀蛃的平均图孕」婺5淖R圃げ馀渲茫琭,蛃钠骄鵈⋯图冉喜馐猿绦騞瑀和在使用控.
时钟前后的平均图冉喜馐猿绦騠,蛃谑褂妹趴厥敝忧昂蟮钠骄图龙芯糯砥鱐部件豹初始设计方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图緇号处理器内部各部件功耗缀成情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图在整个处理器面积中所占的比例⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图