文档介绍：哈尔滨工程大学
硕士学位论文
32位RISC微处理器的设计与实现
姓名:李风波
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用技术
指导教师:张国印
20070101
摘要随着集成电路的迅猛发展,微处理器的设计技术对计算机产业、电子产业乃至整个信息产业的发展都起着举足轻重的作用。本文的目的是设计位结构的微处理器狪⒔蠪脱橹ぁ首先,根据指令集进行微体系结构设计,采用取指、译码、执行、访存托椿级流水线结构。流水线的相关性直接影响其性能的高低,本文分析了各种解决流水线相关问题的方法,采用指令存储器和数据存储器分离的哈佛结构,避免了结构相关;采用前递数据通路,解决了数据相关;采用延迟槽技术,由编译器负责向延迟槽填入指令,从而解决了控制相关。级和船级只占用半个时钟周期,分支指令可以有效地利用前递数据通路的数据,避免了级的数据相然后,采用公司的器件蠪原型验证。霞蒛涌冢抑噶畲娲⑵鳌⒓拇嫫鞫押褪存储器都带有调试接口,在调试控制器的控制下,通过涌诤蚉说调试软件通讯,方便快捷地实现了验证。最后,对本文的工作进行了总结,并对进一步的工作提出了建议。关键词:微处理器;精简指令集计算机;可编程逻辑器件;硬件描述语言关。哈尔滨工程大学硕士学位论文‘。
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作者┳:,重堡哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的应。除文中已注明引用的内容外,本论文不包含任何方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出,并与参考文献相对其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确承担。日期:≯年弓月日
第滦髀课题背景国内外发展状况年,世界上第一块微处理器在镜⒋砥鞲整个社会带来了极其深远的影响和变革,而其速度也遵循着摩尔定律不断地向前发展。在个人计算机、高级服务器和嵌入式系统领域,对微处理器的需求与日俱增。但微处理器设计的关键技术基本上掌握在极少数国家手中,所以研究该技术,拥有自主知识产权,对我国计算机产业,电子产业乃至整个信息社会的发展都有着举足轻重的作用。目前我国正在大力发展集成电路产业,出台了“号文件”础睦软件产业和集成电路产业发展的若干政策》⒃谠湍鹦碌摹⒏佑呕莸恼策。数字集成电路主要分为啵郝呒缏贰⑽⒋砥骱痛娲⑵鳎渲幸晕处理器的设计最为复杂。微处理器作为高端产品,不仅极具商业价值,同时还影响着我也代表了整个产业的水平。本课题来源于与国防科技大学计算机学院合作的一个项目:桓呖煽微处理器的设计。由于今后要研究位高可靠微处理器的设计,本课题主要研究位微处理器的设计与验证,从而为位高可靠微处理器的设计奠定基础。同时,还可以为计算机体系结构等课程带来实验模型,使更多的学生能够参与微处理器的设计,促进计算机体系结构和大规模集成电路设计第一块微处理器芯片甑且桓位的处理器,大约个晶体管,时钟频率刚刚超过。年后的年,等课程的发展。哈尔滨工程大学硕士学位论文
高端微处理器包含了近诙喔鼍骞埽敝悠德蚀锏T诠サ年里,微处理器的发展与著名的摩尔定律十分吻合,晶体管的数量增加了个数量级,性能增加了鍪考丁U庋灾姆⒄顾俣仁瞧渌ひ邓荒世纪年代:微处理器发展的第一个年。晃⒋砥鞯奈适篮快导致晃⒋砥鞯某鱿郑O匆禄⒌缣莺团缙椒⒍峁┝舜罅康世纪年代:微处理器发展的第二个年。该时期是位微处理器体系结构与微体系结构等技术的发展时期。指令集设计的问题成为大学与工业界研究的焦点。人们意识到指令集体系结构有助于硬件的有效实现,并能在编译器的优化过程中起到很好的杠杆作用。指令流水和快速晌标准的微体系结构技术。世纪年代:微处理器发展的第三个年。微处理器成为计算机中最强大、最受欢迎的组件。最快的微处理器的主频竟然超过了最快的超级计算机的主频。出现的技术有深度流水、单周期多指令、指令的乱序执行和分支预测等。国内微处理器的研究起步较晚,但发展速度极快,先后出现了一批嵌入枪庀盗校月“星光一号”诞生,中国第一块具有自主知识产权的百万门级超大规模数码影像专用芯片;街巯盗校河煞街劭萍脊狙兄疲τ迷诠诮逃⒔鹑凇⑺拔竦裢盗校拢虾8吹┪⒌缱庸狙兄瞥晒ι裢缓牛是代表当时国内兄谱罡咚降母咝阅芮度胧晃⒋砥鳎鞠盗校河芍锌圃杭扑闼兄疲月,“龙芯一号”诞生,主频輟;年拢傲径拧蔽适溃髌A二号技术细节:最高频率为,功耗为瓦,远远低于国外同类芯片,⑸涑标量超流水结构,片内一级指令和数据高速缓存各,片外二级相比的,也是前所未有的。嵌入式应用。式微处理器;行业;哈尔滨工程大学硕士学位论文.
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