本文提出了一種采用可重組技術(shù)設(shè)計整數(shù)單元的方法。在設(shè)計中,優(yōu)先考慮了微處理器的功耗和芯片的面積,設(shè)計了整數(shù)單元的運算部件:算術(shù)邏輯單元(ALU)、并行乘法器、滾筒式移位器、并行除法器。 在ALU設(shè)計中,將二分結(jié)組的思想和條件求和相結(jié)合設(shè)計了可重組的ALU,并加入負邏輯的數(shù)字電路設(shè)計思想。在移位器的設(shè)計中,以64位的滾筒移位器為基礎(chǔ),通過外圍控制電路的控制,實現(xiàn)相關(guān)的移位操作。在乘法器的設(shè)計中,采用了MBA-WT(Modified Booth Algorithm,MBA;Wallace Tree, WT)并行乘法器的設(shè)計方案,使用4-2壓縮器實現(xiàn)WT結(jié)構(gòu),避免了使用普通的3-2壓縮造成的布線復(fù)雜度。在除法器的設(shè)計中,結(jié)合不恢復(fù)余數(shù)法與高階除法器的優(yōu)點,設(shè)計了一次計算2位商的不恢復(fù)余數(shù)法除法器。

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 選題背景
    1.2 國內(nèi)外的研究狀況
    1.3 課題研究的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)
    1.4 課題研究的意義
第二章 可重組技術(shù)
    2.1 可重構(gòu)計算
    2.2 可重組技術(shù)及應(yīng)用
第三章 設(shè)計模塊的指令結(jié)構(gòu)
    3.1 可重組ALU 模塊實現(xiàn)的指令
    3.2 可重組移位器模塊實現(xiàn)的指令
    3.3 可重組乘法器模塊實現(xiàn)的指令
    3.4 可重組除法器模塊實現(xiàn)的功能
第四章 ALU 單元與移位單元的邏輯設(shè)計實現(xiàn)
    4.1 模塊功能
    4.2 模塊邏輯設(shè)計思想
    4.3 4 位負邏輯的二分結(jié)組條件求和加法器設(shè)計思想
    4.4 可重組的64 位 ALU 的實現(xiàn)
        4.4.1 二分結(jié)組進位鏈設(shè)計
        4.4.2 可重組技術(shù)的應(yīng)用
        4.4.3 4 位條件求和加法邏輯單元
        4.4.4 ALU 模塊接口設(shè)計
    4.5 可重組64 位移位器的邏輯設(shè)計實現(xiàn)
        4.5.1 移位器的模塊功能
        4.5.2 模塊的邏輯設(shè)計思想
        4.5.3 可重組64 位移位器的實現(xiàn)
        4.5.4 接口設(shè)計
第五章 乘法單元的邏輯設(shè)計實現(xiàn)
    5.1 模塊功能
    5.2 模塊邏輯設(shè)計思想
    5.3 邏輯設(shè)計理論
        5.3.1 改進的布斯算法
        5.3.2 部分積符號位擴展的處理
        5.3.3 改進的華萊士樹
    5.4 設(shè)計的邏輯實現(xiàn)
        5.4.1 可重組技術(shù)的應(yīng)用
        5.4.2 部分積生成電路的設(shè)計
        5.4.3 部分積累加電路的設(shè)計
        5.4.4 溢出判斷以及對結(jié)果的影響
        5.4.5 模塊接口設(shè)計
第六章 除法器單元的邏輯設(shè)計實現(xiàn)
    6.1 模塊功能
    6.2 模塊邏輯設(shè)計思想
    6.3 除法模塊設(shè)計的邏輯實現(xiàn)
        6.3.1 non_resorting 算法理論
        6.3.2 支持64 位有符號和無符號整數(shù)的除法器設(shè)計實現(xiàn)
        6.3.3 除法模塊接口設(shè)計
第七章 IU 單元的仿真與測試
    7.1 模塊設(shè)計仿真
    7.2 模塊測試
第八章 總結(jié)與展望
    8.1 工作總結(jié)
    8.2 工作展望
參考文獻
致謝
在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和參加科研情況



本文編號：3983719