文档介绍：西安电子科技大学
硕士学位论文
嵌入式32位RISC处理器中存储管理单元的研究与设计
姓名:蔡珊
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:郝跃
20090101
摘要本课题来源于国家科研项目,其核心之一为位微处理器,存储管理单元是该微处理器的重要部件之一。本文论述了一个位微处理器中存储管理单元的设计,包含数据存储管理单元和指令存储管理单元,该设计是基于路全相联地址转换旁路缓冲存储器峁梗捎靡式地址管理方式,支持三种大小页面的地址转换。主要功能是将处理器产生的虚拟地址转化为主存中的物理地址,并进行存储权限的保护,且支持两种操作模式:用户模式以及管理模式。该峭ü砥鰿胁操作,而本文的设计思想是将杓苹殖闪讲糠郑嚎刂撇糠钟胧萃贰?刂部分的主要功能是控制墓ぷ鞣绞郊安鶰异常等信息,该部分采用状态机实现。。作为杏跋煨阅艿墓丶糠郑虼耸褂萌ǘ制的方法设计该部分电路和版图。并采用代码描述数据通路的仿真原型进行功能验证,验证结果表明所设计的芄缓芎玫耐瓿尚槟獾刂返轿锢地址的转换、内存保护、对不同操作模式下的存储进行管理等功能。本文所设计工艺下进行了版图设计,该部分版关键词:虚拟存储存储管理转换快表描述符分控制寄存器进行配置,。
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象日期因』西安电子科技大学学位论文独创性虼葱滦声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德,本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文乇鸺右员曜和致谢『所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果:也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我·同鞯耐径员狙芯克龅娜魏喂毕拙言诼畚ぷ隽嗣魅返乃得并表示了谫狻申请学位本人签名不实之处,本人承担一切的法律责任。关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使日学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证,毕业后结合学位论文研究课题再攥写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。C艿穆畚脑诮饷芎笞袷卮斯娑本学位论文年解密后适月本授权书。本人签名:导帅签
第一章绪论G的概念【浚庵旨际鹾芎课题背景及研究意义获得相应功甜刀当今世界经济己从工业化进入信息化的发展阶段,以微电子技术为基础的集成电路设计技术成为当前新经济时代的基础产业。作为集成电路产业核心的微处理器设计,却是中国电子信息产业软肋之一,每年都需要进口大量的处理器产品,因此,自行研制具有我国自主版权的处理器迫在眉睫,具有重大意义。在计算机发展历史上,多用户和多任务技术的出现给计算机的地址空间管理带来了很大的难题。如果为每个用户每个任务分配全部的地址空间,那么系统开销太大,而且对于大多数任务来说,它们只不过使用了地址空间的一小部分。一种解决方案就是把物理内存的一部分拿出来让许多任务共享,此时又必须存在一套保护机制,只能让一个任务访问属于它自己的内存块。在年,英国曼彻斯特大学的一个开发组提出来了虚拟存储的解决了计算机初期所面临的大程序装载、时分复用、存储保护和存储共享等一系列问题。它自动管理由主存和辅存构成的二级存储层次,为支持多用户、多任务的现代计算机系统提供硬件支撑;简化了程序的装载:只改变物理存储器与虚拟存储器间的映射关系,同一程序可运行在物理存储器的任何位置,这个优点还可以使一个程序在物理存储器容量不一样的、配置范围很广的计算机上运行;它并且以透明的方式给用户提供了一个比实际物理主存空间大得多的虚拟地址空间。虚拟存储器由存储管理机制及一个大容量的快速硬盘存储器支持。在程序运行的任何时刻,只把虚拟地址空间的一小部分映射到主存储器,其余部分则存储在磁盘上。因为只有存储在主存储器中的部分可由处理器使用,这种虚拟存储技术将依赖程序内部访问存储器的局部化特性。而当访问存储器的范围发生变化时,有必要把虚拟存储器中所需内容从磁盘调入主存储器,也能将不需要的部分内容从主存储器传送回磁盘上。虽然操作系统可以做到对这些地址空间进行存储保护和在不连续的物理地址空间和虚拟地址空间之间进行映射,但这些都是以牺牲系统性能为代价的,而通过在处理器中集成存储管理单元茨芤宰钚〉拇西安电子科技大学微电子学院集成电路人才培养基地正在进行处理器相关的研究与开发,主要是研制一款具有自主知识产权的网络处理器烈,该课题是国家科研项目,其中嵌入式处理器属于该电子系统的核心控制部分绱器结构框图如