128位向量ALU數(shù)據(jù)置換指令子集的RTL設(shè)計(jì).pdf

1、為了追求更高的數(shù)據(jù)處理能力，處理器操作數(shù)的精度在不斷提高，而實(shí)際上很多運(yùn)算操作并不需要處理如此高精度的數(shù)據(jù)，這樣的操作方式?jīng)]有充分發(fā)揮數(shù)據(jù)處理資源的全部潛力，造成資源的浪費(fèi)，因而提出了基于單指令多數(shù)據(jù)流(SIMD)的子字并行優(yōu)化策略。然而SIMD寄存器是以字對(duì)齊方式為訪(fǎng)問(wèn)形式的存儲(chǔ)單元，實(shí)際存儲(chǔ)器以字節(jié)對(duì)齊進(jìn)行訪(fǎng)存，因此在并行操作前后需要一個(gè)額外的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)置單元（Permute）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)置處理，得到符合SIMD寄存器規(guī)格的操作數(shù)。

2、r>　　為實(shí)現(xiàn)單指令多數(shù)據(jù)流SIMD并行處理機(jī)制中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)置功能，本文研究了基于Power PC的體系架構(gòu)與AltiVec機(jī)制（Power PC體系架構(gòu)通用處理器的多媒體指令集的擴(kuò)展）的向量ALU數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)置單元，通過(guò)對(duì)Power PC體系架構(gòu)與該處理器指令集的分析，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了SIMD向量并行數(shù)據(jù)處理技術(shù)中負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理的向量轉(zhuǎn)置（Permute）模塊。本設(shè)計(jì)模塊處理128位的操作數(shù)，采用兩級(jí)流水線(xiàn)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了Power PC_ISA指令集數(shù)

3、據(jù)轉(zhuǎn)置模塊中包括向量打包指令、向量解包指令、向量合并指令、向量復(fù)制拼接指令、向量選擇指令、向量置換指令、向量移位指令和向量聚集指令共八類(lèi)53條向量轉(zhuǎn)置指令的操作，該轉(zhuǎn)置模塊解決了SIMD向量寄存器與實(shí)際數(shù)據(jù)訪(fǎng)存操作之間因數(shù)據(jù)格式不一致而導(dǎo)致并行操作技術(shù)對(duì)性能優(yōu)化程度不高的問(wèn)題。設(shè)計(jì)電路使用Verilog硬件描述語(yǔ)言完成電路描述，實(shí)現(xiàn)電路功能，最后對(duì)完成的設(shè)計(jì)電路進(jìn)行功能仿真，保證其功能的正確性。
　　本設(shè)計(jì)在第二級(jí)的流水線(xiàn)中引入了