多核處理器高性能ALU單元設(shè)計研究.pdf

1、算術(shù)邏輯部件(ALU)作為微處理器中最重要和最常用的運算部件之一，它的速度和功耗對整個微處理器性能具有重要的影響。本文深入研究了ALU的結(jié)構(gòu)和核心加法器原理，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)處理器中微處理器的特點，實現(xiàn)了一種應(yīng)用于微引擎的32位ALU部件。該ALU支持32位微引擎的所有邏輯運算和算術(shù)運算指令。通過采用全定制設(shè)計方法，在算法、電路、版圖等各個層次分別進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化，使ALU的性能得到提升。
　　 通過對現(xiàn)有ALU結(jié)構(gòu)和加法器原理進(jìn)行分析研究

2、，在普通并行前綴加法器基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，采用不等位分組實現(xiàn)進(jìn)位的方法，即在組內(nèi)采用并行前綴進(jìn)位、組外采用串行進(jìn)位的方法實現(xiàn)加法器進(jìn)位。
　　 為了降低電路的晶體管數(shù)量，減小芯片面積，采用傳輸管邏輯作為ALU的電路實現(xiàn)方式，并通過理論計算和Spice仿真兩種方式對關(guān)鍵路徑的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。用Hspice在頻率為500MHz，電源電壓為2.5V的條件下進(jìn)行仿真，延時為0.84ns，平均功耗為40mw，晶體管數(shù)量為5008。