發(fā)布時(shí)間：2024-06-01 00:36

　　CISC結(jié)構(gòu)的微處理器指令功能復(fù)雜，指令長度、格式不定。設(shè)計(jì)高效合理的譯碼器是加快指令譯碼速度，提高指令流水效率，進(jìn)而有效提高處理器性能的重要保證。 本論文來源于西北工業(yè)大學(xué)航空微電子中心所承擔(dān)的國家某預(yù)研課題，完成了“龍騰C2”微處理器的設(shè)計(jì)。“龍騰C2”微處理器兼容Intel 486DX4指令集，工作頻率133MHz，正在進(jìn)行后端設(shè)計(jì)，即將采用0.18μm CMOS工藝進(jìn)行流片。作者負(fù)責(zé)完成了32位CISC微處理器“龍騰C2”中的指令譯碼器的分析、設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，并在此單發(fā)射譯碼器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，介紹了雙發(fā)射超標(biāo)量微處理器的譯碼邏輯的設(shè)計(jì)，同時(shí)對雙發(fā)射譯碼器設(shè)計(jì)中的一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的研究。 論文的研究工作包括： 1．詳細(xì)分析了“龍騰C2”微處理器采用的指令集，并從指令類型、指令格式、數(shù)據(jù)類型、尋址方式等幾個(gè)方面作了詳細(xì)研究。 2．完成了“龍騰C2”微處理器譯碼器的設(shè)計(jì)。詳細(xì)介紹了譯碼器內(nèi)部各模塊的功能及其實(shí)現(xiàn)。 3．建立了一個(gè)X86指令雙發(fā)射的微處理器模型，介紹了該處理器模型流水線的劃分，描述了指令前段取指策略及指令如何并行執(zhí)行，給出了雙發(fā)射...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2一“龍騰CZ”微處理器結(jié)構(gòu)圖

制也相應(yīng)簡單了很多。在微指令流水化的基礎(chǔ)上依照指令的執(zhí)行過程將“龍騰CZ”微處理器劃分為指令預(yù)取、長度譯碼、地址譯碼、物理地址計(jì)算、取操作數(shù)、執(zhí)行和寫回七級流水。流水線如圖2一5所示:

圖2一6:指令預(yù)取隊(duì)列電路實(shí)現(xiàn)圖

指令預(yù)取隊(duì)列的設(shè)計(jì)按照兩行，每行16個(gè)字節(jié)的方式來組織。這是為了配合Cache一行有16個(gè)字節(jié)，一次預(yù)取操作可以將Cache的一行數(shù)據(jù)都取到預(yù)取隊(duì)列的第一行。指令預(yù)取隊(duì)列的電路如圖2一6所示:U以」~IOU12召一以以摺摺洲攀廖翻翻睡睡曲魏魏胭喇畫晚晚)~~~尸圈....

圖2一7指令長度計(jì)算流程圖

雙操作碼指令也僅需要四個(gè)字節(jié)就可以得到指令長度。因此對一條X86指令至多只要四個(gè)字節(jié)就可以計(jì)算出指令的長度(在不含前綴的情況下)。指令長度的計(jì)算流程見圖2一7:注;Limme表示立即數(shù)域的長度L.disP表示偏移量域的長度圖2一7指令長度計(jì)算流程圖由圖2一7可以看出，計(jì)算一條指....

本文編號：3985306