本文關鍵詞：面向通信算法的處理器核功能部件的設計和實現

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【摘要】：通信目前是社會發(fā)展的神經系統(tǒng),通信產業(yè)本身在國家經濟發(fā)展中也在不斷蓬勃發(fā)展,并開始逐漸作為我們國家國民經濟的基礎結構和先行產業(yè)。當前社會對通信需求開始不斷增長,這些增長包括個人上網的無線通信業(yè)務或有線寬帶業(yè)務和個人通話的衛(wèi)星通信業(yè)務,這些業(yè)務的增長使得我國通信領域的更新換代速度不斷加快,使得無線通信的發(fā)展在國家經濟發(fā)展中的地位越發(fā)重要。我們針對通信算法需求,實現了一款面向通信算法的處理器。通信算法處理器,主要運算操作為加法、乘法以及加比選等操作,在各種操作中執(zhí)行最多的只是簡單的加/減、乘法、邏輯、訪存、分支指令,所需設計的專用處理器的每個核計算單元都相對比較簡單。本文的主要工作和創(chuàng)新點體現在以下幾個方面:本文針對通信算法的需求,結合ARMv7指令集的特點,提出一款面向通信算法的同構多核處理器,本文的主要工作是對處理器核的功能部件(整數部件和浮點部件)進行設計與實現,并根據通信算法的應用,對所需通信指令進行了分類與處理,然后對指令實現的數據通路進行了流水線劃分。對本文提出的處理器核整數部件進行了設計,主要完成了ALU模塊、乘法單元模塊和除法單元模塊的設計。對于加法器通過并行前綴加法中的Kogge-stone算法進行了設計,對于乘法單元通過booth和Wallace樹形結構算法進行了設計,對于除法單元通過Newton-Raphson算法進行了設計。針對通信算法的需求,結合ARMv7指令集的特點,本文設計出符合IEEE-754標準的浮點運算單元,并基于單精度浮點加減、乘除、開方、比較和整數與浮點之間的轉換指令進行了浮點部件的設計。利用Xilinx公司的ISE14.1集成開發(fā)軟件,完成了面向通信算法處理器核心的系統(tǒng)級驗證平臺的設計。對整數和浮點運算部件通過添加測試激勵驗證了功能部件的功能正確性。最后通過synposys公司的DC綜合工具對核心運算部件中的整數部件和浮點部件進行具體的邏輯綜合。
【學位授予單位】：國防科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP332
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本文編號：1207970