基于AltiVec技術(shù)的向量處理單元ALU設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、本文以西北工業(yè)大學(xué)航空微電子中心所承擔(dān)的科研項(xiàng)目為基礎(chǔ)，作者對(duì)在“龍騰”系列處理器上擴(kuò)展多媒體處理功能進(jìn)行了深入的研究。采用自上而下的設(shè)計(jì)方法，使用Verilog硬件描述語言自主設(shè)計(jì)了基于AltiVec技術(shù)的向量處理單元VALU(Vector-ALU)定點(diǎn)執(zhí)行部件VSI[J(vector simple integer unit)和VCIU(vectorcomplex integer unit)，并對(duì)該單元進(jìn)行了驗(yàn)證和綜合。 本論

2、文主要進(jìn)行的研究和取得的成果如下： 1．作者對(duì)在PowerPC體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上擴(kuò)展多媒體處理功能的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、異常及存儲(chǔ)管理等。根據(jù)AltiVec ISA的指令和操作數(shù)特點(diǎn)，采用多路復(fù)用的設(shè)計(jì)思路，降低了設(shè)計(jì)和驗(yàn)證的復(fù)雜度，將128位數(shù)據(jù)位寬降低到了32位數(shù)據(jù)位寬。 2．作者系統(tǒng)地分析了AltiVec。ISA中的簡(jiǎn)單定點(diǎn)向量算術(shù)指令，并根據(jù)指令功能劃分VSIu，自

3、主設(shè)計(jì)了向量加法單元，向量旋轉(zhuǎn)/移位單元，向量浮點(diǎn)比較單元，向量邏輯單元四個(gè)子單元。向量加法單元采用多種設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)，綜合結(jié)果顯示采用自上而下設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)的加法模塊，在保證時(shí)序的前提下有效地節(jié)省了電路面積。向量旋轉(zhuǎn)/移位單元的多種設(shè)計(jì)方案中，綜合結(jié)果顯示采用基于字節(jié)移位的方法處理半字移位和字移位的方案，在保證時(shí)序的前提下，節(jié)省了電路面積。相比簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)方案，采用基于字節(jié)移位的設(shè)計(jì)方案電路面積減小了67﹪。 3．作者系統(tǒng)地分析了Al