在高性能通用微處理器中,多媒體部件是一個必不可少的功能算術(shù)單元。它極大地提高了微處理器在多媒體數(shù)據(jù)方面的處理速度和效率,增強(qiáng)了微處理器的通用性,滿足了人們的需求。本論文基于近年來人們在加法算法及理論上的研究成果,在深入研究多媒體部件的總體結(jié)構(gòu)、流水線及指令集基礎(chǔ)之上,設(shè)計實(shí)現(xiàn)了一款高性能的多媒體加法部件,采用相關(guān)驗證方法,完成了多層次的模擬和驗證。投片驗證表明:該多媒體加法部件能在300MHz工作頻率下正確、穩(wěn)定運(yùn)行,現(xiàn)已成功應(yīng)用在X微處理器中。本課題的主要工作和成果包括:1、深入研究了加法器相關(guān)算法和多媒體部件的體系結(jié)構(gòu)。從進(jìn)位鏈的角度對各種加法器的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了分析比較,對多媒體加法部件的總體結(jié)構(gòu)、輸入輸出等部分進(jìn)行了深入分析。2、完成了一種高性能的多媒體加法部件的全定制設(shè)計。多媒體加法部件中的核心是多媒體加法器,文中重點(diǎn)研究了多媒體加法器主要電路模塊的設(shè)計與優(yōu)化技術(shù),包括半加和電路、進(jìn)位鏈及數(shù)據(jù)類型判斷電路、全加和電路、溢出判斷電路和時鐘樹電路。其中,數(shù)據(jù)類型判斷電路為多媒體加法器獨(dú)有的電路單元,文中提出了一種位數(shù)擴(kuò)展的方法加以實(shí)現(xiàn)。3、在分析各種驗證方法的基礎(chǔ)上,提出了相關(guān)驗... 

【文章來源】：國防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.34位進(jìn)位選擇模塊一一拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

考慮一個16位線性進(jìn)位選擇加法器的情形。為了簡化討論，假設(shè)全加器和多路開關(guān)單元具有相同的傳播延時，并都等于一個歸一化的值l。在最壞情況‘卜相對于輸入時間，信號到達(dá)電路不同節(jié)點(diǎn)的時間標(biāo)注在圖2.4(a)上。這一分析顯示加法器的關(guān)鍵路徑逐級通過后續(xù)各級開關(guān)電路。繼續(xù)考慮最后一級加法器的多路開關(guān)。這個多路開關(guān)的輸入是這一模塊的兩個進(jìn)位鏈以及來自前一級模塊的多路開關(guān)信號�？梢杂^察到這些信號的到達(dá)時間有明顯的差別。進(jìn)位鏈的結(jié)果在多路開關(guān)信號到達(dá)之前很久就己穩(wěn)定下來。因此使這兩條路徑的延時相等是有意義的。這可以通過在該加法器中逐漸增加后續(xù)各級的位數(shù)來實(shí)現(xiàn)，因此后續(xù)各級需要有更多的時間來產(chǎn)生進(jìn)位信號。例如，第一級可以用兩位，第二級是三位，第三級是四位，等等。如圖2.4(b)所示，圖中標(biāo)出的到達(dá)時間表明這一加法器的拓?fù)潆m然增加了額外一級，但還是比線性結(jié)構(gòu)快。第7頁

執(zhí)行速度的快慢最終決定于進(jìn)位鏈。因位加法器的進(jìn)位鏈部分。和(2.3)可知，G、P、s和C的關(guān)系。對于一個NN一I)位的進(jìn)位輸出為:C=硯十月.C_，二以十月.(以_，+月_，.(以_:+君_:.(…+君.民)))二以+刀.以_，十君，月_，〔嘆_，十君_:.(…+君.玩))(2.10)二嘆，_，+君，一，，C一2，氣_，=q+月.q_，，幾_，=君。君_，。這樣，進(jìn)位傳播果將C:進(jìn)一步分解，則可將整個進(jìn)位傳播信號別表示一組位(從第i位至第j位)的進(jìn)位產(chǎn)生和進(jìn)進(jìn)位產(chǎn)生和塊進(jìn)位傳播信號。如果該組產(chǎn)生一個無關(guān)。如果、一個輸入進(jìn)位傳播通過整個這一組，面討論過的進(jìn)位旁路。注意，新的進(jìn)位表達(dá)式的生和進(jìn)位傳播信號由塊進(jìn)位產(chǎn)生和塊進(jìn)位傳播信


本文編號：2895994