32位MIPS構(gòu)架的流水線的邏輯設(shè)計(jì).pdf

1、RISC技術(shù)是上世紀(jì)80年代發(fā)展起來的處理器設(shè)計(jì)新技術(shù)，它的產(chǎn)生對(duì)整個(gè)計(jì)算機(jī)界產(chǎn)生了巨大的影響。目前有RISC和CISC兩大主流技術(shù)，而現(xiàn)今使用RISC技術(shù)的越來越多，其中一個(gè)特點(diǎn)就是指令簡(jiǎn)單，容易譯碼，使用流水線技術(shù)使得其性能提高很多。MIPS就是RISC的一個(gè)很好的版本，它十分適合流水線技術(shù)的運(yùn)用。 本文對(duì)MIPS構(gòu)架進(jìn)行介紹，詳細(xì)地討論了寄存器堆、指令集、Cache的設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)單元管理的結(jié)構(gòu)和性能，中斷/異常的處理。提出解

2、決流水線中結(jié)構(gòu)相關(guān)、數(shù)據(jù)相關(guān)和控制相關(guān)問題的有效方法，增加硬件資源來解決流水線中的結(jié)構(gòu)相關(guān)問題，用數(shù)據(jù)前推法解決了流水線中的數(shù)據(jù)相關(guān)問題，用后退法和動(dòng)態(tài)分支預(yù)取技術(shù)(BTB)解決了流水線中的控制相關(guān)問題，這些方法都能有效地提高流水線的性能。將流水線設(shè)計(jì)為五級(jí)，合理安排流水線中每級(jí)的任務(wù)，并對(duì)流水線中每個(gè)執(zhí)行階段的設(shè)計(jì)給出了詳細(xì)的說明和討論。使用硬件描述語言Verilog HDL，設(shè)計(jì)出五級(jí)的流水線，并且通過綜合，功能仿真和時(shí)序仿真。結(jié)果