微處理器是電子系統(tǒng)的核心部件之一,而運(yùn)算單元決定了微處理器的性能,因此研究高速運(yùn)算單元對(duì)提高微處理器性能具有重要意義。本文設(shè)計(jì)了64位高速加法器和高速移位器。此外,在某些特殊應(yīng)用場(chǎng)合,比如航天領(lǐng)域,對(duì)微處理器的可靠性要求很高,因此本文還研究了運(yùn)算單元的容軟錯(cuò)方法。研究成果包括以下幾點(diǎn):1)優(yōu)化了混合型加法器的版圖布局。采用優(yōu)化的混合型加法器結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種全定制高速加法器。實(shí)現(xiàn)了較小的版圖面積,達(dá)到了較高的性能。2)設(shè)計(jì)優(yōu)化了一種基于混合結(jié)構(gòu)的高速移位器,并完成電路設(shè)計(jì)和版圖設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)版圖面積較為合理,性能得到一定改善。3)提出了一種基于天然冗余資源的容軟錯(cuò)技術(shù),并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種可以運(yùn)算32位模式和64位模式的容軟錯(cuò)加法器。該加法器可以平均修復(fù)85.87%的隨機(jī)注入脈沖。而且,實(shí)現(xiàn)了面積和延時(shí)的低開銷。本文設(shè)計(jì)了64位高速加法器和移位器,功能正確,性能得到一定改善。本文還設(shè)計(jì)了一種容軟錯(cuò)加法器,容軟錯(cuò)能力強(qiáng),開銷低,取得了預(yù)期成果,對(duì)運(yùn)算單元的高速設(shè)計(jì)和容軟錯(cuò)設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義。 

【文章來(lái)源】：國(guó)防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
        1.1.1 X處理器中的整數(shù)執(zhí)行部件
        1.1.2 軟錯(cuò)誤機(jī)理
    1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究
        1.2.1 運(yùn)算單元性能的發(fā)展
        1.2.2 軟錯(cuò)誤的發(fā)展
    1.3 課題研究?jī)?nèi)容
    1.4 文章組織
第二章 基于混合結(jié)構(gòu)的高速加法器設(shè)計(jì)
    2.1 混合型高速加法器算法
    2.2 混合型高速加法器電路設(shè)計(jì)
        2.2.1 電路風(fēng)格分析
        2.2.2 混合型高速加法器電路設(shè)計(jì)
    2.3 混合型高速加法器版圖設(shè)計(jì)
        2.3.1 布圖規(guī)劃
        2.3.2 單元版圖設(shè)計(jì)
        2.3.3 全局版圖設(shè)計(jì)
    2.4 混合型高速加法器模擬驗(yàn)證
        2.4.1 模擬環(huán)境
        2.4.2 模擬結(jié)果及分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于混合結(jié)構(gòu)的高速移位器設(shè)計(jì)
    3.1 混合型高速移位器算法研究
    3.2 混合型高速移位器電路設(shè)計(jì)
        3.2.1 數(shù)據(jù)擴(kuò)展
        3.2.2 數(shù)據(jù)選擇
        3.2.3 數(shù)據(jù)移位
    3.3 混合型高速移位器版圖設(shè)計(jì)
    3.4 混合型高速移位器模擬驗(yàn)證
        3.4.1 模擬環(huán)境
        3.4.2 模擬結(jié)果及分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于天然冗余資源的容軟錯(cuò)加法器設(shè)計(jì)
    4.1 組合邏輯電路的軟錯(cuò)誤
    4.2 組合邏輯電路容軟錯(cuò)技術(shù)
        4.2.1 TMR
        4.2.2 DMR
        4.2.3 DTS
        4.2.4 STS
    4.3 基于天然冗余資源的容軟錯(cuò)加法器設(shè)計(jì)
    4.4 容軟錯(cuò)加法器模擬驗(yàn)證
        4.4.1 模擬方法
        4.4.2 模擬結(jié)果及分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 全文工作總結(jié)
    5.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果


【參考文獻(xiàn)】：
碩士論文
[1]基于90nm工藝的整數(shù)運(yùn)算部件設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D]. 陳建梅.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
[2]高性能算術(shù)邏輯部件研究與全定制設(shè)計(jì)[D]. 孫巖.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2005
[3]深亞微米IC物理設(shè)計(jì)中的信號(hào)完整性研究[D]. 王胤翔.東南大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3379750