【摘要】： X微處理器是一款高性能CISC微處理器,其浮點(diǎn)部件(FPU)具有非常強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算和處理能力,支持IEEE754-85標(biāo)準(zhǔn)中定義的數(shù)據(jù)類型,基本運(yùn)算功能,舍入方式和精度控制方式;浮點(diǎn)異常檢測和處理是保證浮點(diǎn)部件正常工作的主要部件之一,是設(shè)計(jì)和驗(yàn)證中的重點(diǎn)和難點(diǎn);浮點(diǎn)部件的整體驗(yàn)證工作是X微處理器設(shè)計(jì)中不可缺少的一個(gè)階段。 本論文在深入研究X微處理器的體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、浮點(diǎn)處理的特點(diǎn)和IEEE754-85標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定的基礎(chǔ)上,對X微處理器FPU的結(jié)構(gòu)、控制通路、數(shù)據(jù)通路、和運(yùn)算部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。尤其是在深入研究浮點(diǎn)異常產(chǎn)生機(jī)制和浮點(diǎn)流水線特點(diǎn)的前提下,實(shí)現(xiàn)了浮點(diǎn)異常檢測電路,其中包括提高流水線吞吐量的安全指令識別電路、棧出錯(cuò)檢測電路、運(yùn)算前檢測電路、運(yùn)算后檢測電路4個(gè)部分。在FPU的設(shè)計(jì)完成之后,對其功能進(jìn)行了全方面的驗(yàn)證,包含模塊級驗(yàn)證,系統(tǒng)功能級驗(yàn)證,結(jié)構(gòu)級驗(yàn)證等,從而保證了浮點(diǎn)部件在設(shè)計(jì)和電路實(shí)現(xiàn)上的正確性。整個(gè)驗(yàn)證過程實(shí)現(xiàn)了對數(shù)據(jù)通路的全覆蓋,同時(shí)對控制通路也有很高的覆蓋率,模擬結(jié)果表明該FPU的設(shè)計(jì)滿足要求。 本文研究的成果直接應(yīng)用于X微處理器中,并流片成功,工程意義重大,同時(shí)在設(shè)計(jì)和驗(yàn)證方法上為更高性能的微處理器設(shè)計(jì)積累了經(jīng)驗(yàn)。
【圖文】：

國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院工程碩士學(xué)位論文第二章X微處理器的F尸U部件X微處理器浮點(diǎn)部件(FPU)提供了高速浮點(diǎn)處理功能，支持IEEE754一85標(biāo)準(zhǔn)中定義的實(shí)數(shù)，整數(shù)和壓縮BCD碼等數(shù)據(jù)類型，以及浮點(diǎn)處理算法和異常處理結(jié)構(gòu)。FPU大大提高了在處理科學(xué)，工程和商業(yè)應(yīng)用中的浮點(diǎn)運(yùn)算處理的能力。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要包括:LOAD、ADD、MUL采用新算法并固化，浮點(diǎn)執(zhí)行部件流水化，流水線分9段，其中PF，F(xiàn)，DI，DZ，EX在A，，B流水中完成，XI，X2，WB，ER在FPU中完成。有專用的ADD，MIJL和DW部件，有8個(gè)80位寄存器堆棧，80位數(shù)據(jù)總線等。2.IX微處理器簡介X微處理器的整體結(jié)構(gòu)如圖2一1所示

2.3.1FPU數(shù)據(jù)通路FPU數(shù)據(jù)通路是FPU體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)體現(xiàn)，從流水線EX段數(shù)據(jù)的水線Xl，XZ段數(shù)據(jù)寄存器寫入、進(jìn)入功能部件運(yùn)算，到流水線WB段，到流水線ER段錯(cuò)誤報(bào)告等各階段各個(gè)部件的運(yùn)行都是數(shù)據(jù)通路設(shè)計(jì)所的。X微處理器FPU數(shù)據(jù)通路圖如圖2.4所示。
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：TP332

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2710968