DSP（Digit Signal Processor）數(shù)字信號處理器是一種特別適合用于數(shù)字信號處理的芯片,常用于工業(yè)智能設(shè)備,手持設(shè)備等的控制,數(shù)字信號的傅里葉變換,卷積運算及音視頻信號處理等等,其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。本文完成了一款32位高性能數(shù)字信號處理器DSP的內(nèi)核的分析與設(shè)計。從其體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計方向展開,詳細分析了其總線架構(gòu)、DSP整體組成、流水線結(jié)構(gòu)及其級數(shù)的劃分、指令系統(tǒng)的設(shè)計及其尋址方式的定義等架構(gòu)信息。內(nèi)核方面從其尋址單元模塊的設(shè)計、指令寄存器IR的設(shè)計、算術(shù)邏輯單元ALU的設(shè)計及指令譯碼單元的設(shè)計。對于算術(shù)邏輯單元的設(shè)計,詳細介紹了其中加法器的設(shè)計、桶形移位器的設(shè)計及乘法器的設(shè)計。加法器的設(shè)計采用了超前進位加法器設(shè)計的方法,乘法器采用了基于Booth算法的乘法器設(shè)計方法。在基本設(shè)計完成之后,對整個芯片進行了模塊化和系統(tǒng)級的兩個層面的功能性仿真驗證,對于內(nèi)核中的算術(shù)邏輯單元主要基于模塊化的驗證策略,對于指令譯碼單元、尋址方式及指令寄存器模塊IR的驗證主要基于系統(tǒng)級的驗證策略,基于Ncverilog仿真平臺搭建相應(yīng)的仿真環(huán)境,編寫Test bench文件,配置相關(guān)的GPIO,... 

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及需求分析
    1.2 DSP研究及發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內(nèi)容
第2章 X型DSP的體系結(jié)構(gòu)
    2.1 總線結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.2 X型DSP的整體組成
        2.2.1 內(nèi)核結(jié)構(gòu)
        2.2.2 片上外設(shè)資源
        2.2.3 存儲器映射設(shè)計
    2.3 流水線結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.3.1 流水線級數(shù)劃分
        2.3.2 流水線的防沖突設(shè)計方法
    2.4 指令系統(tǒng)分析及其設(shè)計
        2.4.1 指令集結(jié)構(gòu)
        2.4.2 尋址方式設(shè)計及示例說明
    2.5 本章小結(jié)
第3章 程序存儲器尋址單元及內(nèi)核關(guān)鍵模塊的設(shè)計
    3.1 程序?qū)ぶ穯卧恼w設(shè)計
        3.1.1 下條指令存儲地址的選擇邏輯設(shè)計
        3.1.2 指令地址緩沖器的設(shè)計
    3.2 指令寄存器IR的設(shè)計
        3.2.1 指令的讀取操作過程
        3.2.2 指令分離的操作過程
    3.3 算術(shù)邏輯單元ALU的設(shè)計
        3.3.1 加法器的設(shè)計
        3.3.2 桶形移位器的設(shè)計
    3.4 乘法器的設(shè)計
    3.5 門控時鐘的設(shè)計
        3.5.1 門控時鐘的原理
        3.5.2 門控時鐘造成的一些問題考慮
    3.6 本章小結(jié)
第4章 指令譯碼單元的設(shè)計
    4.1 指令譯碼單元的工作原理
    4.2 譯碼器設(shè)計概述
    4.3 指令譯碼器的主要模塊設(shè)計
        4.3.1 指令預(yù)取控制單元
        4.3.2 指令長度譯碼單元
        4.3.3 操作碼識別模塊的設(shè)計
    4.4 本章小結(jié)
第5章 功能驗證與綜合
    5.1 驗證方法概述
    5.2 仿真驗證環(huán)境搭建
    5.3 指令尋址方式的功能驗證
        5.3.1 直接尋址方式中物理地址的產(chǎn)生驗證
        5.3.2 間接尋址方式中物理地址的產(chǎn)生驗證
    5.4 指令寄存器IR模塊及指令譯碼單元的驗證
    5.5 算術(shù)邏輯單元ALU的功能性驗證
    5.6 邏輯綜合
        5.6.1 邏輯綜合方案
    5.7 芯片實物驗證
        5.7.1 實物測試結(jié)果
    5.8 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
個人簡歷
攻讀碩士學(xué)位期間已公開發(fā)表論文


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]一種低功耗通用調(diào)制解調(diào)平臺的設(shè)計及實現(xiàn)[J]. 李輝,吳爭.  無線電工程. 2014(01)
[3]基于F28035的直流無刷電機控制設(shè)計[J]. 嚴貝峰,熊紅斌.  黑龍江科技信息. 2013(12)
[4]基于硬件描述語言的簡易CPU設(shè)計[J]. 肖海燕,楊建波.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2011(22)
[5]DSP芯片技術(shù)背景與市場價值[J].   中國科技信息. 2005(05)
[6]嵌入式多DSP圖像處理器的設(shè)計[J]. 朱光喜 ,吳薇.  電子產(chǎn)品世界. 2004(17)
[7]嵌入式可重構(gòu)DSP處理器的指令譯碼器設(shè)計[J]. 韓亮,陳杰,陳曉東.  微電子學(xué)與計算機. 2004(07)
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[9]基于嵌入式硬件平臺的饋線自動化遠方終端設(shè)計[J]. 杜振華,趙慧麗,李云星.  電力自動化設(shè)備. 2003(12)
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[5]同步發(fā)電機階躍響應(yīng)最優(yōu)控制方法的研究與實驗[D]. 彭濟湘.廣西大學(xué) 2006



本文編號：3731252