基于AltiVec技術的浮點類指令的硬件設計與實現(xiàn).pdf

1、為提高嵌入式設備對多媒體應用的處理能力，多家處理器廠商都在其主處理器上增加SIMD協(xié)處理器指令子集。AltiVec就是PowerPC處理器的SIMD協(xié)處理器指令子集，用于提升PowerPC處理器的數(shù)據(jù)級并行處理能力。相比較于傳統(tǒng)的PC設備，嵌入式設備對面積和功耗的需求更為苛刻，如何在速度、面積、功耗這三者進行折中就成為AltiVec的設計重點所在。向量浮點功能單元是AltiVec指令中重要的指令子集，其性能、面積和功耗直接決定了整個Al

2、tiVec的設計優(yōu)劣。
　　本文提出了一個可流水、四周期的向量浮點功能單元，該浮點功能單元以MAF為核心數(shù)據(jù)通路，整個MAF分為四個執(zhí)行階段：乘法階段、加法階段、規(guī)格化階段和舍入階段。其他大部分的指令會復用該MAF數(shù)據(jù)通路，保證性能的前提下盡可能的減少了面積開銷。在面積和功耗方面，采取了兩級面積復用策略來減少整個向量浮點功能單元的面積。通過兩級面積復用策略，在保證向量浮點功能單元可流水的前提下，最大程度的減少了面積開銷，功耗也隨之

3、降低。在功能單元的驗證上，采用SystemVerilog驗證平臺對功能單元進行驗證，確保每條指令的功能準確無誤。
　　最后，采用DesignCompiler，基于SMIC0.13um工藝對功能單元進行綜合，相比于未進行兩級面積復用策略的方法相比，在速度相差不到3％的情況下，面積節(jié)省了24%。
　　在頂層通路的設計中，AltiVec通過APU接口接收來自PowerPC主核的指令，譯碼時產(chǎn)生功能單元的片選信號，同時在譯碼時進行指