基于AltiVec技術(shù)的向量處理單元的結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、本文結(jié)合西北工業(yè)大學(xué)航空微電子中心所承擔(dān)的“十五”國防預(yù)研項(xiàng)目：項(xiàng)目編號(hào)：41308010108，在該項(xiàng)目當(dāng)中，作者負(fù)責(zé)高性能嵌入式微處理器“龍騰R2”的定點(diǎn)主控部件的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，同時(shí)在該項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，作者對(duì)在“龍騰”系列處理器上引入向量處理功能進(jìn)行了深入的研究，提出了“龍騰”系列處理器上向量處理單元的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，并對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡要的性能評(píng)價(jià)。 作者的主要工作如下：1.深入研究PowerPC750微處理器體系結(jié)構(gòu)，完成了“龍騰R

2、2”微處理器定點(diǎn)主控部件的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證?！褒堯vR2”處理器實(shí)現(xiàn)了與PowerPC750處理器全兼容，主頻達(dá)到233Mhz。 2.在“龍騰R2”微處理器定點(diǎn)主控部件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，作者對(duì)Motorola公司的提出的在PowerPC體系結(jié)構(gòu)上擴(kuò)展向量處理功能的AltiVec技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，包括其指令集，操作數(shù)類型，尋址方式等。相關(guān)的研究對(duì)在“龍騰”系列處理器中引入向量處理功能進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備。 3.作者結(jié)合AltiVec技術(shù)以

3、及超標(biāo)量技術(shù)，設(shè)計(jì)了基于AltiVec技術(shù)的“龍騰”系列處理器中向量處理單元的控制通路邏輯結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)每周期可接收2條向量指令，采用5級(jí)流水線結(jié)構(gòu)，將動(dòng)態(tài)指令調(diào)度技術(shù)合理的分配到流水線中，降低了前端體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)后端物理設(shè)計(jì)的壓力，通過Simplescalar仿真工具，對(duì)多媒體基準(zhǔn)程序進(jìn)行仿真，該結(jié)構(gòu)的平均指令吞吐率為1.4。同指令靜態(tài)順序執(zhí)行結(jié)構(gòu)相比，該結(jié)構(gòu)在增加處理器的面積的代價(jià)下，獲得了較大的性能提高。 4.作者根據(jù)對(duì)Al