文档介绍：浙江大学
硕士学位论文
高性能嵌入式媒体微处理器IP核设计研究
姓名:肖志斌
申请学位级别:硕士
专业:信息与通信工程
指导教师:刘鹏
20060201
摘要集成电路工艺的发展使得将系统集成在‘块芯片中实现成为可能,芯片设计进入系统芯片贝U攵郧度胧絊应用中媒体处理应用的需求,嵌入式媒体处理器通过在嵌入式处理器上增强媒体处理性能可以大大加快嵌入式媒体低车目7⑺俣龋档蜕杓成本和系统成本,因此其说纳杓朴胙芯恳丫鹨到绾脱芯炕沟墓惴汗刈ⅰ1疚淖者参与了浙江大学信息与电子工程学系&∽槌械5墓超大规模集成电路设计重大项目和具有自主知识产权的多媒体系统集成芯片——设计和研发工作。本文将主要探讨集成于中的嵌入式媒体处理器薘纳杓蒲芯緿本文共分为四章,第一章主要讨论了现有媒体处理器结构的分类和研究现状,并详细阐述了嵌入式媒体处理器口核的研究意义:第二、三、四章为全文主体,主要探讨处理器设计中三个关键问题包括多媒体指令集扩展设计、流水线微结构优化设计以及使成为一个真正口核的其他相关设计阔题。车文主要内容与创薪点如下:本文在分析多媒体算法的基础上,。随后,本文重点提出了一套基于标准单元的数据通路设计和优化方法,并以多媒体执行摹元中分裂式媒体统死奂覯单元的设计为例论证所提出方法的优越性和可行性。为了实现整个魉叩目刂疲疚奶岢隽艘恢只鵩有限状态流水线控制策略和~种“可伸缩”的多媒体执行单元的控制结构;在此基础A颂岣处理器频率,本文通过对流水线状态机逻辑的分析,提出一种将单一集中式控制状态机分解成多个部分控制状态机的设计,实验证明该设计可以有效地减小流水线控制信号引起的关键时延。本文提出一种通过动态仿真形式确定的具有最优性价比的动态转移预测结构。,减小处理器担笨梢韵τ贸绦蛞蛭WR蒲邮辈壑令不能有效调度而插入的空操作指令。本文结合作者在双核媒体系统集成芯片出设计开发的实际工作,讨论了将处理器口核融入多媒体系统集成芯片的其他相关设计问题。本文的各种设计思想被成功地应用到的开发中。处理器作为双核之。,被集成到本研究所自主开发的基于ひ盏拿教逑低臣刹云琈中。根据酒某晒ι杓凭椋诖砥鱩核的媒体系统集成芯片相对于其他媒体处理解决方案,其设计复杂度低而且灵活,可以很好地解决多媒体处理问题。关健词嗝教逑低承酒壕ḿ蛑噶罴砥鳎欢嗝教謇┱梗何⒔峁梗毫魉撸蛔R圃げ≯》
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第一章绪论引言随着计算机软硬件技术的发展,计算机从诞生到现在,发生着翻天覆迪的变化。以往我们按照计算机的体系结构、运算速度、结构规模、适用领域,将其分为大型计算机、中型机、小型机和微计算机,并以此来组织学科和产业分工,这种分类沿袭了约年。鍪纪年代和ḿ扑慊逑到峁狗治W烂婕扑恪⒎衿骱颓度胧接τ萌类”】。桌面计算强调程序执行的整体性能,不注重程序大小和处理器的功耗。服务器主要是指数据库文件服务和网络应用的多用户服务系统,大容量多用户的高性能数据处理能力是主要的标志。与它们不同,嵌入式应用除了要满足一定的性能指标以外还必须提供更加精细的功能,需要针对复杂的控制或媒体算法的优化,。“般来说,嵌八式系统具有静态结构,在开发者针对特定应用设计产品之后,最终用户⋯般不能对其进行修改,因此嵌入式系统可以面对特定的应用提供高性价比的解决方案。据统计,嵌入式系统带来的工业产值已超过蛞诿涝#磕暧诳镃是为嵌入式系统设计和制造的,它们被广泛应用到工业控制系统、仿真系统、医疗仪器、信息家电、通信设备等众多领域。尤其是在摄近几年,嵌入式设备不断地进入新的应用领域,比如⑹殖稚璞福珹智能电话和机顶盒取P滦说挠τ昧煊蛑刑乇鹬档霉刈⒌氖乔度胧降亩嗝教逵τ茫シ拧⑹胂嗷⒕哂卸嗝教骞δ艿囊贫缁暗扔τ酶晌J谐〉娜鹊恪从年代中期开始,随着超大规模集成电路工艺的发展,芯片的集成度越来越高,使整个嵌入式系统进入猳猚发展时代。由于微处理器的有效性和灵活性,微处理器成为低车暮诵摹!!啊K孀臩系统研究的逐步深入,要求嵌入式系统县有更好的整合性,注重软硬件的协同设计,对嵌入式微处理器的媒体处理能力、功耗以及成本方碰提出了更高的要求。然而由于芯片的性能越来越强,规模越来越大,使得低晨发周期越来越长,设计质量越来越难于控制,芯片设计成本越来越趋于高昂。这种情形类似计算机软件设训所面临的问题:计算机硬件处理能力飞速发展,而软件设计却受到越来越多的挑战,设计规模上不去,设计质量难于控制,设计周期无限延长。正琏这种状况,导致了软件设计方法学在开放性、可移植性、面向对象等方面的深刻变革。根植于软件业面向对象设