隨著通信技術(shù)的發(fā)展,3G移動(dòng)通信技術(shù)已經(jīng)大規(guī)模普及應(yīng)用,4G移動(dòng)通信技術(shù)的研究也正在進(jìn)行。通信技術(shù)的發(fā)展,對(duì)DSP的性能也提出了更高的挑戰(zhàn)和要求。一方面,要求DSP有更高的數(shù)據(jù)吞吐量。另一方面,由于移動(dòng)設(shè)備的特性,對(duì)于功耗有所制約。采用標(biāo)量和向量運(yùn)算單元相結(jié)合的結(jié)構(gòu)是一個(gè)很好的解決方法。其中,管理和控制類計(jì)算由標(biāo)量運(yùn)算單元來(lái)處理。向量運(yùn)算單元,完成對(duì)大規(guī)模并行數(shù)據(jù)處理。在向量運(yùn)算單元中,算術(shù)邏輯運(yùn)算單元（ALU）和移位器（Shifter）是重要的運(yùn)算部件。采用單指令多數(shù)據(jù)（SIMD）處理結(jié)構(gòu),運(yùn)算單元能夠顯著提高數(shù)據(jù)處理吞吐量。在標(biāo)量運(yùn)算單元中,定點(diǎn)除法器可以顯著減小定點(diǎn)除法的執(zhí)行時(shí)間。本文分析了現(xiàn)有支持LTE的幾款典型DSP結(jié)構(gòu)及相關(guān)算法需求,分別提出了能有效支持LTE算法及圖像處理算法需求的SIMD定點(diǎn)ALU、SIMD移位器、定點(diǎn)除法器算法和結(jié)構(gòu)。SIMD定點(diǎn)ALU支持四種SIMD模式:一個(gè)40位定點(diǎn)ALU運(yùn)算、一個(gè)32位定點(diǎn)ALU運(yùn)算、兩個(gè)16位定點(diǎn)ALU運(yùn)算、四個(gè)8位定點(diǎn)ALU運(yùn)算。該ALU以8位定點(diǎn)ALU為基本單元,通過(guò)進(jìn)位控制來(lái)組成40位SIMD定點(diǎn)ALU。SIMD移位器也... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

模擬系統(tǒng)的組成

源代碼的關(guān)鍵位增加斷點(diǎn)，記錄該位置是否存在特殊結(jié)構(gòu)，然后用驗(yàn)證平臺(tái)來(lái)對(duì)這些分解的代碼進(jìn)行模擬，得到覆蓋率信息。代碼覆蓋率分析結(jié)果表明，SIMD定點(diǎn) ALU，SIMD 移位器與定點(diǎn)除法器頂層模塊以及各個(gè)小模塊的代碼覆蓋率（包括語(yǔ)句覆蓋率、分支覆蓋率、條件覆蓋率、表達(dá)式覆蓋率、翻轉(zhuǎn)覆蓋率）都在 95%以上。本文利用 ModelSim 仿真器對(duì)所設(shè)計(jì)的 SIMD 定點(diǎn) ALU，SIMD 移位器和定點(diǎn)除法器的指令逐條驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果如下：a) SIMD 定點(diǎn) ALU 單元驗(yàn)證結(jié)果在定點(diǎn) ALU 指令中，對(duì)所有的指令進(jìn)行一一驗(yàn)證。所選取的特殊操作數(shù)參見(jiàn) 5.2.2 節(jié)。這里以加法指令的非飽和操作為例給出驗(yàn)證結(jié)果。非飽和加法指令特殊操作數(shù)驗(yàn)證的部分驗(yàn)證結(jié)果如圖 5.3 所示。源操作數(shù) 1 為最大數(shù)。源操作數(shù)2 為最小數(shù)。驗(yàn)證的指令結(jié)果依次為：有符號(hào) 4 個(gè) 8 位相加、無(wú)符號(hào) 4 個(gè) 8 位相加、有符號(hào) 2 個(gè) 16 位相加、無(wú)符號(hào) 2 個(gè) 16 位相加、有符號(hào) 32 位相加、無(wú)符號(hào)32 位相加、有符號(hào) 40 位相加、無(wú)符號(hào) 40 位相加。這些結(jié)果均為非飽和操作的結(jié)果。通過(guò)與計(jì)算的結(jié)果比較，這些指令執(zhí)行完全正確。

圖 5.4 非飽和定點(diǎn)加法指令隨機(jī)操作數(shù)驗(yàn)證結(jié)果通過(guò)特殊操作數(shù)驗(yàn)證結(jié)果和隨機(jī)操作數(shù)驗(yàn)證結(jié)果表明，非飽和定點(diǎn)加法指令執(zhí)行完全正確。而 SIMD 定點(diǎn) ALU 單元的其他各條指令經(jīng)過(guò)一一驗(yàn)證也表明，指令執(zhí)行完全正確。最終驗(yàn)證結(jié)果表明，ALU 指令執(zhí)行完全正確，SIMD 定點(diǎn)ALU 單元功能設(shè)計(jì)完全正確。b) SIMD 移位單元驗(yàn)證結(jié)果在移位指令中，對(duì)所有的指令進(jìn)行一一驗(yàn)證。所選取的特殊操作數(shù)參見(jiàn) 5.2.3節(jié)。這里以邏輯右移指令為例給出驗(yàn)證結(jié)果。邏輯右移指令特殊操作數(shù)驗(yàn)證的部分驗(yàn)證結(jié)果如圖 5.5 所示。源操作數(shù)為最大的數(shù)。移位數(shù)量分別選取 0 以及最大的移位數(shù)量。結(jié)果依次為：4 個(gè) 8 位邏輯右移 0 位、4 個(gè) 8 位邏輯右移 7 位、2個(gè) 16 位邏輯右移 0 位、2 個(gè) 16 位邏輯右移 15 位、32 位邏輯右移 0 位、32 位邏輯右移 31 位、40 位邏輯右移 0 位、40 位邏輯右移 39 位。通過(guò)與計(jì)算的結(jié)果比較，該指令執(zhí)行完全正確。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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