隨著處理器設(shè)計(jì)技術(shù)和半導(dǎo)體制造工藝的進(jìn)步,芯片的規(guī)模和復(fù)雜度急劇增大,不斷提升的功耗密度對(duì)系統(tǒng)工作的可靠性和穩(wěn)定性造成很大影響,"功耗墻"已經(jīng)成為提升處理器性能的最大障礙。介紹了低功耗設(shè)計(jì)的基本原理,結(jié)合X86指令集的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種X86指令譯碼器,并在體系結(jié)構(gòu)層次上,提出從指令預(yù)取隊(duì)列和譯碼隊(duì)列兩個(gè)不同角度對(duì)X86指令譯碼器進(jìn)行低功耗設(shè)計(jì)的方法�；赟MIC 180 nm CMOS工藝,采用Synopsys DC工具進(jìn)行了綜合實(shí)現(xiàn),并對(duì)譯碼器低功耗設(shè)計(jì)效果進(jìn)行了評(píng)估。結(jié)果表明,在幾乎不影響速度和面積的前提下,指令譯碼器關(guān)鍵數(shù)據(jù)通路寄存器平均翻轉(zhuǎn)率降低了17.16%。 

【文章來(lái)源】：航空計(jì)算技術(shù). 2020,50(05)

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

低功耗設(shè)計(jì)前后電路面積與工作頻率

從圖7中可以看出,通過(guò)對(duì)譯碼器應(yīng)用低功耗設(shè)計(jì)技術(shù),對(duì)COMP、FFT和MATRIX程序指令進(jìn)行譯碼時(shí),譯碼器數(shù)據(jù)通路關(guān)鍵寄存器翻轉(zhuǎn)率分別平均降低23.19%、15.87%和12.43%,總體平均降低17.16%。4 結(jié)束語(yǔ)

指令編碼格式如圖1所示,包括1個(gè)或多個(gè)前綴;1個(gè)操作數(shù);1個(gè)尋址方式域;1個(gè)比例- 變址- 基址域;最多4字節(jié)的偏移量和最多4字節(jié)的立即數(shù)。一條指令可以由若干個(gè)字節(jié)組成,但都是圖1格式的子集。X86指令最短1個(gè)字節(jié),最長(zhǎng)為11個(gè)字節(jié)[1]。由于X86指令的長(zhǎng)度不固定,在對(duì)X86指令進(jìn)行譯碼時(shí)應(yīng)首先譯出該條指令的長(zhǎng)度[4],然后再對(duì)地址和數(shù)據(jù)信息進(jìn)行譯碼。通過(guò)分析X86指令集,可以得到如下結(jié)論:任意一條X86指令,最多獲得前4個(gè)字節(jié)就能譯出該條指令的長(zhǎng)度。這一結(jié)論為設(shè)計(jì)并行X86譯碼器提供了依據(jù)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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