【摘要】： X型DSP是一款高性能、低功耗16位定點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器芯片。采用先進(jìn)的改進(jìn)型哈佛結(jié)構(gòu)(一條程序存儲(chǔ)器總線、3條數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器總線和4條地址總線),CPU內(nèi)核設(shè)計(jì)了乘加(MAC)、比較,選擇,存儲(chǔ)單元(CSSU)等專用功能部件,片內(nèi)集成大量的存儲(chǔ)器和豐富的外設(shè),采用高度專業(yè)化的指令集,特別適合便攜式和嵌入式應(yīng)用。 本人有幸作為參研者之一全程參與了該DSP研制的全過(guò)程,承擔(dān)并出色完成了其指令控制和中斷控制部件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。本文在深入研究X型DSP指令系統(tǒng)和微體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,給出了X型DSP指控部件的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu),并分取指、譯碼和控制等幾個(gè)部分詳細(xì)介紹了指控部件的邏輯設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。譯碼矩陣PLA是指控部件的關(guān)鍵電路,用于實(shí)現(xiàn)由操作符到微控制信號(hào)的轉(zhuǎn)換。PLA設(shè)計(jì)的優(yōu)劣對(duì)指控部件面積、速度和功耗等性能指標(biāo)影響很大。本文采用全定制方法,在0.25μm CMOS工藝下設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了X型DSP指令部件的譯碼矩陣PLA,詳細(xì)介紹了譯碼矩陣的邏輯、電路和版圖的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證,并進(jìn)行了性能分析。中斷作為指令控制的重要組成部分,其性能的高低直接影響流水線的運(yùn)行性能。速度是體現(xiàn)其性能的一個(gè)重要方面,本文深入研究了多種中斷技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種可以快速響應(yīng)的中斷系統(tǒng)。 本文最后對(duì)指令部件進(jìn)行了模塊級(jí)的功能驗(yàn)證以及中斷系統(tǒng)的驗(yàn)證,模擬驗(yàn)證結(jié)果表明指令部件的設(shè)計(jì)完全滿足X型DSP芯片的設(shè)計(jì)要求,經(jīng)投片證明已獲得良好的效果。
【圖文】：

國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院學(xué)位論文疊執(zhí)行，從芯片外部看，整個(gè)芯片每拍都能通過(guò)1條指令。2.2.IX型DSP的流水線結(jié)構(gòu)介紹x型nsP芯片中所有指令均按照預(yù)取(prefeteh)、取指(Feteh)、譯碼(Deeode)、訪問(wèn)(Aceess)、讀取(Read)和執(zhí)行(Execute)6站流水線運(yùn)行。流水線的6個(gè)站彼此獨(dú)立，允指令重疊執(zhí)行。在任意給定的周期內(nèi)，，可以有1一6條指令被激活，每一條指令處于不同的行階段。由x型DsP的系統(tǒng)時(shí)鐘控制的6站流水線如圖2.2所示:[3]

那么在下一個(gè)周期中，一個(gè)指令字就被讀取。在多字長(zhǎng)指令出現(xiàn)的情況下，幾個(gè)這個(gè)的取指令的動(dòng)作系列。在流水線的第三個(gè)階段譯碼段，對(duì)已經(jīng)讀取的指令進(jìn)，然后指令執(zhí)行所需的相關(guān)的控制序列被激活。其后的兩個(gè)流水線段一訪問(wèn)段和讀取操作數(shù)讀取的系列動(dòng)作。、如果指令需要，那么在訪問(wèn)段一個(gè)或兩個(gè)操作數(shù)的地址就被址總線，而在其后的讀取段操作數(shù)就會(huì)被讀出來(lái)。任何寫回操作都要涉及流水線的兩段:讀取段和執(zhí)行段。在讀取段，要寫回的操作被送上EAB總線，在下一個(gè)周期，操作數(shù)通過(guò)EB總線寫入存儲(chǔ)器。通過(guò)X型DSP對(duì)存儲(chǔ)器的每一次訪問(wèn)都要分兩步來(lái)執(zhí)行。第一步是存儲(chǔ)器地址被送上一條地址總線步是相應(yīng)的數(shù)據(jù)總線從存儲(chǔ)器地址讀取數(shù)據(jù)或是向存儲(chǔ)器地址寫數(shù)據(jù)�？�2.3功能部件組成X型DSP總體結(jié)構(gòu)如圖2.3所示，主要由以下功能部件組成:CPU內(nèi)核、總線控制器、存儲(chǔ)器、片內(nèi)外設(shè)等。其核心控制部分主要由指令控制，存取控制和運(yùn)算控制這三大路構(gòu)成，主要執(zhí)行部分是通過(guò)一條六站的流水線完成指令的執(zhí)行和對(duì)數(shù)據(jù)的存取。CCCPU內(nèi)核核核核核核核核核
【學(xué)位授予單位】：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TP368.11

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 唐冬燈;YHFT-DSPX中擴(kuò)展總線主機(jī)接口的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2705148