發(fā)布時間：2017-11-07 03:06

  本文關(guān)鍵詞：基于PowerPC架構(gòu)的高速緩存單元的設(shè)計

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【摘要】：高速緩存(Cache)作為連接中央處理器(CPU, Central Processing Unit)和主存之間的橋梁,越來越受到人們的關(guān)注。PowerPC (Performance Optimization with Enhanced RISC Performance Computing)架構(gòu)的CPU作為精簡指令集處理器的一類,在中高端服務(wù)器和工業(yè)控制器處理器市場占主導(dǎo)地位。而國內(nèi)對于PowerPC架構(gòu)下的Cache研究較少,因此本文對PowerPC架構(gòu)的處理器所需Cache的相關(guān)電路進行了設(shè)計與驗證。文中首先介紹了PowerPC架構(gòu)處理器的研究現(xiàn)狀以及Cache的研究意義,并系統(tǒng)介紹了PowerPC體系結(jié)構(gòu)及Cache;在對Cache的相關(guān)理論進行研究之后確定了Cache的設(shè)計指標(biāo)：采用哈佛分離式結(jié)構(gòu),容量為32KB；采用8-way組相聯(lián)模式；行長為32Bytes;采用基于二分法的PLRU (Pseudo Least Recently Used)替換算法。其次著重進行了Cache的Status、Tag和Data模塊的電路設(shè)計。并對包括存儲單元、譯碼電路、Tag比較器、靈敏放大電路和自定時電路等在內(nèi)的子電路進行了研究與設(shè)計。其中,降低了Tag比較電路電路的復(fù)雜程度,采用串行的TagSRAM和DataSRAM訪問方式,降低訪問時產(chǎn)生的功耗；通過差分鎖存結(jié)構(gòu)提升了靈敏放大電路的讀取速度,使整個響應(yīng)過程為0.23ns；設(shè)計了一種新的自定時電路結(jié)構(gòu),通過此自定時電路來控制字線的關(guān)斷,使整個關(guān)斷過程的時間為0.25ns。在Virtuoso平臺下使用Verilog編寫的驗證平臺對Cache進行功能驗證。驗證結(jié)果表明該Cache能夠在400MHz和寫回模式下完成讀寫操作。能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)高速緩存的清零指令、接觸指令、寫操作下的接觸指令、刷新指令、無效指令、數(shù)據(jù)高速緩存鎖定指令和指令高速緩存鎖定指令。驗證結(jié)果表明,本文所研究的Cache讀寫性能良好,功能正確,達到了設(shè)計目標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP333

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1 馮師軍;李啟虎;孫長瑜;;基于PowerPC的聲信號處理系統(tǒng)的研究[A];2005年全國水聲學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

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本文編號：1150552