在DSP設計中，由于數(shù)據(jù)通路決定時鐘周期且占據(jù)相當大的芯片面積，因此，數(shù)據(jù)通路是決定微處理器性能和價格的主要因素。本文主要探討了rDSP數(shù)據(jù)通路的優(yōu)化設計，主要內(nèi)容和創(chuàng)新包括： 1、在分析傳統(tǒng)對數(shù)移位器實現(xiàn)的基礎上，提出了一種新的移位器右移級間互連方案，將二進制補碼直接用于移位器部件，從而避免了傳統(tǒng)設計中的加法器、逆序電路對關鍵路徑的影響。 2、完成了40位加法器的設計。該加法器采用平方根分組進位結構，通過超前進位鏈計算第16位進位，從而支持雙16位模式，以方便一些數(shù)字信號處理算法，并針對組內(nèi)和組間的進位鏈提出了優(yōu)化的算法。 3、分析實現(xiàn)ALU的兩種傳統(tǒng)結構，針對將算術運算和邏輯運算單元分開這一方案的不足，重新設計了ALU的實現(xiàn)構架，以較小的代價和較短的執(zhí)行時間完成了ALU的設計。 4、乘法器是DSP處理器中的關鍵部件，乘法器的設計關系到DSP處理器的性能好壞。采用改進的Booth編碼、五層的Wallace Tree結構和超前進位加法器完成了乘累加的實現(xiàn)，并著重考慮了對有符號數(shù)乘法符號的處理。 

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題意義及來源
    1.2 DSP 的發(fā)展及特點
    1.3 DSP 運算通路的研究與發(fā)展
    1.4 論文安排
第二章 DSP 數(shù)據(jù)通路
    2.1 RDSP 處理器結構
    2.2 RDSP 的中央處理單元（CPU）
    2.3 指令分析
    2.4 RDSP 數(shù)據(jù)通路
    2.5 本章小結
第三章 移位器設計
    3.1 移位器的功能
    3.2 桶形移位器的實現(xiàn)
    3.3 移位器的設計實現(xiàn)
        3.3.1 傳統(tǒng)雙向移位器結構
        3.3.2 新的級間互聯(lián)方案
        3.3.3 改進 2-1 選擇器
    3.4 性能分析
    3.5 本章小結
第四章 ALU 設計
    4.1 ALU 功能
    4.2 常見加法器的討論
    4.3 40 位定點加法器的設計
        4.3.1 分組長度確定
        4.3.2 雙 16 位模式
        4.3.3 組內(nèi)進位鏈優(yōu)化
        4.3.4 超前進位鏈優(yōu)化
    4.4 ALU 實現(xiàn)
        4.4.1 傳統(tǒng)的 ALU 設計
        4.4.2 優(yōu)化的 ALU 結構
    4.5 本章小結
第五章 乘法器設計
    5.1 乘法器的功能
    5.2 乘法器基本算法
    5.3 乘法器的設計
        5.3.1 乘法器的結構
        5.3.2 改進的 Booth 算法和部分積產(chǎn)生
        5.3.3 Wallace tree 壓縮
        5.3.4 對符號擴展的處理
    5.4 本章小結
第六章 功能驗證
    6.1 驗證方法
        6.1.1 動態(tài)驗證
        6.1.2 仿真工具
        6.1.3 混合仿真平臺搭建
    6.3 功能部件的驗證
        6.3.1 功能驗證
        6.3.2 應用程序驗證
    6.4 驗證結果
第七章 總結與展望
    7.1 本文的總結
    7.2 進一步工作的展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文
附件


【參考文獻】：
期刊論文
[1]浮點ALU中選擇進位復合加法器的優(yōu)化設計[J]. 王桐,李立健,王東琳.  微計算機應用. 2007(03)
[2]高速桶式移位器的設計研究[J]. 宣傳忠,周林杰,賈嵩.  微電子學與計算機. 2007(01)
[3]數(shù)字衛(wèi)星通信中的Viterbi算法及DSP實現(xiàn)[J]. 董鵬,張鎖熊,田迎舉.  現(xiàn)代電子技術. 2003(02)
[4]數(shù)據(jù)通路中算術邏輯單元相關設計與探討[J]. 陳江華,梁村梅.  山東大學學報(工學版). 2002(06)
[5]一種高速實時定點FFT處理器的設計[J]. 韓澤耀,韓雁,鄭為民.  電路與系統(tǒng)學報. 2002(01)

碩士論文
[1]嵌入式DSP處理器的設計與驗證[D]. 黎寶峰.湖南大學 2003
[2]DSP處理器數(shù)據(jù)通路設計[D]. 范靖.西北工業(yè)大學 2001



本文編號：3734588