本文關(guān)鍵詞：基于PowerPC架構(gòu)的高速緩存單元的設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： Cache PowerPC 優(yōu)化 設(shè)計(jì)與驗(yàn)證

【摘要】：高速緩存(Cache)作為連接中央處理器(CPU, Central Processing Unit)和主存之間的橋梁,越來(lái)越受到人們的關(guān)注。PowerPC (Performance Optimization with Enhanced RISC Performance Computing)架構(gòu)的CPU作為精簡(jiǎn)指令集處理器的一類,在中高端服務(wù)器和工業(yè)控制器處理器市場(chǎng)占主導(dǎo)地位。而國(guó)內(nèi)對(duì)于PowerPC架構(gòu)下的Cache研究較少,因此本文對(duì)PowerPC架構(gòu)的處理器所需Cache的相關(guān)電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)與驗(yàn)證。文中首先介紹了PowerPC架構(gòu)處理器的研究現(xiàn)狀以及Cache的研究意義,并系統(tǒng)介紹了PowerPC體系結(jié)構(gòu)及Cache;在對(duì)Cache的相關(guān)理論進(jìn)行研究之后確定了Cache的設(shè)計(jì)指標(biāo)：采用哈佛分離式結(jié)構(gòu),容量為32KB；采用8-way組相聯(lián)模式；行長(zhǎng)為32Bytes;采用基于二分法的PLRU (Pseudo Least Recently Used)替換算法。其次著重進(jìn)行了Cache的Status、Tag和Data模塊的電路設(shè)計(jì)。并對(duì)包括存儲(chǔ)單元、譯碼電路、Tag比較器、靈敏放大電路和自定時(shí)電路等在內(nèi)的子電路進(jìn)行了研究與設(shè)計(jì)。其中,降低了Tag比較電路電路的復(fù)雜程度,采用串行的TagSRAM和DataSRAM訪問(wèn)方式,降低訪問(wèn)時(shí)產(chǎn)生的功耗；通過(guò)差分鎖存結(jié)構(gòu)提升了靈敏放大電路的讀取速度,使整個(gè)響應(yīng)過(guò)程為0.23ns；設(shè)計(jì)了一種新的自定時(shí)電路結(jié)構(gòu),通過(guò)此自定時(shí)電路來(lái)控制字線的關(guān)斷,使整個(gè)關(guān)斷過(guò)程的時(shí)間為0.25ns。在Virtuoso平臺(tái)下使用Verilog編寫的驗(yàn)證平臺(tái)對(duì)Cache進(jìn)行功能驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果表明該Cache能夠在400MHz和寫回模式下完成讀寫操作。能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)高速緩存的清零指令、接觸指令、寫操作下的接觸指令、刷新指令、無(wú)效指令、數(shù)據(jù)高速緩存鎖定指令和指令高速緩存鎖定指令。驗(yàn)證結(jié)果表明,本文所研究的Cache讀寫性能良好,功能正確,達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP333

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1 黃勝華;PowerPC:對(duì)用戶來(lái)說(shuō)正開(kāi)始流行,但流行得還不夠快[J];今日電子;1995年01期

2 Sebastian Rupley ,伍穎文;今年是PowerPC年嗎?[J];個(gè)人電腦;1995年08期

3 ;摩托羅拉—中國(guó)科學(xué)院PowerPC市場(chǎng)研討會(huì)在京召開(kāi)[J];計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用;1996年01期

4 ;PowerPC G3/G4新系列功能強(qiáng)勁[J];電子產(chǎn)品世界;1996年09期

5 李駿,許稼,彭應(yīng)寧,王秀壇;PowerPC處理器優(yōu)勢(shì)及其應(yīng)用研究[J];微計(jì)算機(jī)信息;2005年19期

6 陶寧,初元萍,金革,趙京偉;A Prototype of the Read-out Subsystem of the BESIII DAQ Based on PowerPC[J];Plasma Science & Technology;2005年05期

7 楊凡;;基于PowerPC440GP型微控制器的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[J];國(guó)外電子元器件;2006年07期

8 劉麗君;賀占莊;李灝;;基于PowerPC的嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)[J];計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展;2008年02期

9 宋曉翠;張晉寧;;基于PowerPC440的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[J];電子元器件應(yīng)用;2009年07期

10 何雙江;;基于PowerPC的多屏系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];軟件導(dǎo)刊;2012年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 馮師軍;李啟虎;孫長(zhǎng)瑜;;基于PowerPC的聲信號(hào)處理系統(tǒng)的研究[A];2005年全國(guó)水聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

2 初元萍;章紅宇;趙京偉;葉梅;陶寧;朱科軍;唐素秋;過(guò)雅南;;PowerPC對(duì)VME插件讀出能力的評(píng)估[A];第11屆全國(guó)計(jì)算機(jī)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2003年

3 葉梅;趙京偉;初元萍;陶寧;;嵌入式Linux系統(tǒng)在PowerPC上的實(shí)現(xiàn)[A];第11屆全國(guó)計(jì)算機(jī)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2003年

4 王培元;楊衛(wèi)東;楊志剛;王學(xué)秀;;基于PowerPC的FPGA協(xié)處理器的研究[A];冶金企業(yè)自動(dòng)化、信息化與創(chuàng)新——全國(guó)冶金自動(dòng)化信息網(wǎng)建網(wǎng)30周年論文集[C];2007年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 飛思卡爾半導(dǎo)體計(jì)算平臺(tái)部業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)經(jīng)理 Nikolay Guenov;PowerPC-Linux OS為互連應(yīng)用搭平臺(tái)[N];中國(guó)電子報(bào);2005年

2 秋燕;PowerPC進(jìn)入移動(dòng)通訊市場(chǎng)[N];電子資訊時(shí)報(bào);2002年

3 ;新PowerPC芯片將出[N];計(jì)算機(jī)世界;2002年

4 李映;PowerPC在消費(fèi)電子領(lǐng)域面臨考驗(yàn)[N];中國(guó)電子報(bào);2006年

5 張兵;PowerPC 7400芯片改變網(wǎng)絡(luò)設(shè)備速度[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2002年

6 記者 于博/北京;飛思卡爾、意法強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手 在32位PowerPC架構(gòu)領(lǐng)域開(kāi)展廣泛合作[N];電子資訊時(shí)報(bào);2006年

7 伊梅;Linux趕OS統(tǒng)一潮頭[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2001年

8 唐川;蘋果PowerPC G5 全球首款64位個(gè)人電腦[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2003年

9 ;IBM擴(kuò)大PowerPC許可范圍[N];計(jì)算機(jī)世界;2003年

10 ;Motorola發(fā)布新PowerPC芯片[N];計(jì)算機(jī)世界;2001年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 王仕明;基于PowerPC的高速圖像存儲(chǔ)系統(tǒng)技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所）;2015年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張海龍;雷達(dá)中頻轉(zhuǎn)發(fā)模擬器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];南京理工大學(xué);2015年

2 張雷;基于PowerPC處理器Mesh節(jié)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[D];電子科技大學(xué);2014年

3 徐霄;基于PowerPC的AC-3解碼器軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2014年

4 付興國(guó);基于PowerPC體系結(jié)構(gòu)的乘法器設(shè)計(jì)與驗(yàn)證[D];西安電子科技大學(xué);2015年

5 邵劍;基于PowerPC架構(gòu)的高速緩存單元的設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2015年

6 楊改贊;結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中基于PowerPC的高速處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];天津大學(xué);2014年

7 肖佳楠;基于PowerPC的自適應(yīng)信道分配無(wú)線AP的研究與實(shí)現(xiàn)[D];北京郵電大學(xué);2013年

8 孫銘澤;基于PowerPC SoC架構(gòu)的高層次仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)[D];天津大學(xué);2014年

9 羅澤勇;一種基于PowerPC的嵌入式信號(hào)處理平臺(tái)設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2011年

10 何忠林;基于PowerPC的圖像處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證[D];電子科技大學(xué);2011年

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