MPSoC存儲(chǔ)控制器的流水線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的急劇增長和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的不斷更新，基于GPP和ASIC的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備方案已經(jīng)不能同時(shí)滿足性能和可編程性兩方面要求。為此專門針對網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的可編程網(wǎng)絡(luò)處理器NP應(yīng)運(yùn)而生。NP能夠?qū)PP和ASIC的高性能完美的結(jié)合在一起，既能夠適應(yīng)不斷變化的協(xié)議和應(yīng)用要求，也能夠靈活擴(kuò)展以提供不同的處理能力，是能適應(yīng)當(dāng)前和未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展要求的新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)?；贛PSoC體系的NP由于采用共享存儲(chǔ)器的通信方式，其性能將主要由DRAM的帶寬和延遲決

2、定。因此基于NP系統(tǒng)的DRAM控制器的設(shè)計(jì)將對系統(tǒng)性能產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
　　 本文結(jié)合XDNP網(wǎng)絡(luò)處理器多核多線程的特點(diǎn)和對存儲(chǔ)器的要求，研究并設(shè)計(jì)出流水線結(jié)構(gòu)DRAM控制器。該DRAM控制器的流水線按功能分為4級，分別是取指級、譯碼級、管理級和發(fā)布級。取指級是指從訪存指令緩沖模塊中按照合理的仲裁算法取出指令，接著譯碼級根據(jù)指令類型對指令進(jìn)行譯碼，從而得到指令包含的信息。管理級則根據(jù)指令的地址信息，判斷DRAM尋址類型并產(chǎn)生控制

3、信息，最后發(fā)布級根據(jù)控制信息和指令信息發(fā)布正確的DRAM命令。本文設(shè)計(jì)的控制器以流水線的方式處理指令，通過比較相鄰指令的地址信息，動(dòng)態(tài)的調(diào)整DRAM存儲(chǔ)器頁開或頁閉的策略，因此可以減少或隱藏存儲(chǔ)延時(shí)并提高DRAM總線的吞吐率。
　　 本文采用硬件描述語言Verilog實(shí)現(xiàn)DRAM控制器的設(shè)計(jì)，并完成控制器的功能驗(yàn)證、時(shí)序驗(yàn)證和FPGA原型驗(yàn)證，確保DRAM控制器邏輯功能的正確性并且滿足時(shí)序要求。最后通過理論分析和仿真測試，發(fā)現(xiàn)同