動態(tài)可配置分離Cache的研究與設計.pdf

1、隨著半導體技術與微處理器體系結構的發(fā)展，處理器的性能不斷提高。發(fā)展相對滯后的存儲器使CPlJ和主存之間的速度差日益加大。Cache作為提高存儲子系統(tǒng)性能的一種有效途徑，使其成為當前處理器體系結構的研究熱點之一。在嵌入式處理器片上Cache的設計中，必須采用合理的設計思想，以較小的硬件代價來構建高效的存儲層次結構。 本文結合西北工業(yè)大學航空微電子中心所承擔的項目龍騰S2片上系統(tǒng)的開發(fā)，在成功地設計和實現(xiàn)了龍騰C2處理器片上混合Ca

2、che的基礎上，對動態(tài)可配置分離Cache進行了研究與設計。論文的主要工作如下： 1．介紹了龍騰S2片上系統(tǒng)，分析了龍騰C2處理器的體系結構，并在此基礎上得出了龍騰C2 Cache的設計要求。 2．分析了龍騰C2 Cache的體系結構、功能要求及時序與控制問題。詳細論述了龍騰C2 Cache的實現(xiàn)和優(yōu)化。最后介紹了龍騰C2 Cache在芯片中的物理布局。 3．在龍騰C2 Cache的基礎上，對動態(tài)可配置分離Cac

3、he的配置原則、配置參數(shù)、配置算法和組織參數(shù)等相關問題進行了分析和研究。設計了一種動態(tài)可配置分離Cache。 4．在龍騰S2驗證平臺上，對動態(tài)可配置分離Cache進行了建模、仿真與性能參數(shù)提取。并在龍騰S2的綜合環(huán)境與約束條件下，對動態(tài)可配置分離Cache的命中時間進行了評估和優(yōu)化。仿真與評估結果表明，與龍騰C2 Cache相比，該動態(tài)可配置分離Cache的命中時間沒有增加且命中率高于龍騰C2Cache，提高了龍騰C2處理器的性