多核處理器高性能ALU單元設計研究.pdf

1、算術邏輯部件(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的結構和核心加法器原理，根據網絡處理器中微處理器的特點，實現了一種應用于微引擎的32位ALU部件。該ALU支持32位微引擎的所有邏輯運算和算術運算指令。通過采用全定制設計方法，在算法、電路、版圖等各個層次分別進行設計優(yōu)化，使ALU的性能得到提升。
　　 通過對現有ALU結構和加法器原理進行分析研究

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