在高性能通用微處理器中,多媒體部件是一個(gè)必不可少的功能算術(shù)單元。它極大地提高了微處理器在多媒體數(shù)據(jù)方面的處理速度和效率,增強(qiáng)了微處理器的通用性,滿(mǎn)足了人們的需求。本論文基于近年來(lái)人們?cè)诩臃ㄋ惴袄碚撋系难芯砍晒?在深入研究多媒體部件的總體結(jié)構(gòu)、流水線(xiàn)及指令集基礎(chǔ)之上,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一款高性能的多媒體加法部件,采用相關(guān)驗(yàn)證方法,完成了多層次的模擬和驗(yàn)證。投片驗(yàn)證表明:該多媒體加法部件能在300MHz工作頻率下正確、穩(wěn)定運(yùn)行,現(xiàn)已成功應(yīng)用在X微處理器中。本課題的主要工作和成果包括:1、深入研究了加法器相關(guān)算法和多媒體部件的體系結(jié)構(gòu)。從進(jìn)位鏈的角度對(duì)各種加法器的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了分析比較,對(duì)多媒體加法部件的總體結(jié)構(gòu)、輸入輸出等部分進(jìn)行了深入分析。2、完成了一種高性能的多媒體加法部件的全定制設(shè)計(jì)。多媒體加法部件中的核心是多媒體加法器,文中重點(diǎn)研究了多媒體加法器主要電路模塊的設(shè)計(jì)與優(yōu)化技術(shù),包括半加和電路、進(jìn)位鏈及數(shù)據(jù)類(lèi)型判斷電路、全加和電路、溢出判斷電路和時(shí)鐘樹(shù)電路。其中,數(shù)據(jù)類(lèi)型判斷電路為多媒體加法器獨(dú)有的電路單元,文中提出了一種位數(shù)擴(kuò)展的方法加以實(shí)現(xiàn)。3、在分析各種驗(yàn)證方法的基礎(chǔ)上,提出了相關(guān)驗(yàn)... 

【文章來(lái)源】：國(guó)防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.34位進(jìn)位選擇模塊一一拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

考慮一個(gè)16位線(xiàn)性進(jìn)位選擇加法器的情形。為了簡(jiǎn)化討論，假設(shè)全加器和多路開(kāi)關(guān)單元具有相同的傳播延時(shí)，并都等于一個(gè)歸一化的值l。在最壞情況‘卜相對(duì)于輸入時(shí)間，信號(hào)到達(dá)電路不同節(jié)點(diǎn)的時(shí)間標(biāo)注在圖2.4(a)上。這一分析顯示加法器的關(guān)鍵路徑逐級(jí)通過(guò)后續(xù)各級(jí)開(kāi)關(guān)電路。繼續(xù)考慮最后一級(jí)加法器的多路開(kāi)關(guān)。這個(gè)多路開(kāi)關(guān)的輸入是這一模塊的兩個(gè)進(jìn)位鏈以及來(lái)自前一級(jí)模塊的多路開(kāi)關(guān)信號(hào)�？梢杂^察到這些信號(hào)的到達(dá)時(shí)間有明顯的差別。進(jìn)位鏈的結(jié)果在多路開(kāi)關(guān)信號(hào)到達(dá)之前很久就己穩(wěn)定下來(lái)。因此使這兩條路徑的延時(shí)相等是有意義的。這可以通過(guò)在該加法器中逐漸增加后續(xù)各級(jí)的位數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此后續(xù)各級(jí)需要有更多的時(shí)間來(lái)產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào)。例如，第一級(jí)可以用兩位，第二級(jí)是三位，第三級(jí)是四位，等等。如圖2.4(b)所示，圖中標(biāo)出的到達(dá)時(shí)間表明這一加法器的拓?fù)潆m然增加了額外一級(jí)，但還是比線(xiàn)性結(jié)構(gòu)快。第7頁(yè)

執(zhí)行速度的快慢最終決定于進(jìn)位鏈。因位加法器的進(jìn)位鏈部分。和(2.3)可知，G、P、s和C的關(guān)系。對(duì)于一個(gè)NN一I)位的進(jìn)位輸出為:C=硯十月.C_，二以十月.(以_，+月_，.(以_:+君_:.(…+君.民)))二以+刀.以_，十君，月_，〔嘆_，十君_:.(…+君.玩))(2.10)二嘆，_，+君，一，，C一2，氣_，=q+月.q_，，幾_，=君。君_，。這樣，進(jìn)位傳播果將C:進(jìn)一步分解，則可將整個(gè)進(jìn)位傳播信號(hào)別表示一組位(從第i位至第j位)的進(jìn)位產(chǎn)生和進(jìn)進(jìn)位產(chǎn)生和塊進(jìn)位傳播信號(hào)。如果該組產(chǎn)生一個(gè)無(wú)關(guān)。如果、一個(gè)輸入進(jìn)位傳播通過(guò)整個(gè)這一組，面討論過(guò)的進(jìn)位旁路。注意，新的進(jìn)位表達(dá)式的生和進(jìn)位傳播信號(hào)由塊進(jìn)位產(chǎn)生和塊進(jìn)位傳播信


本文編號(hào)：2895994