RlSC芯片MMU電路設(shè)計.pdf

1、本文主要介紹了一款RlSC（精簡指令集）結(jié)構(gòu)的CPU的MMU（存儲器管理單元）的設(shè)計方法及設(shè)計實現(xiàn)的過程。
　　MMU已經(jīng)成為高性能的CPU所必須的一個有機組成部分，而現(xiàn)在的高性能的CPU幾乎全都設(shè)置有片上cache（緩沖存儲器）以加快訪問主存速度，提高系統(tǒng)性能。本文根據(jù)項目設(shè)計的要求探討了MMU的設(shè)計方法，并介紹了實際的設(shè)計實現(xiàn)過程，重點研究了MMU的各種算法、設(shè)計的流程、設(shè)計結(jié)果和性能分析，成功設(shè)計了一款滿足項目要求的，具有較

2、廣的適用性的MMU。
　　本芯片在設(shè)計過程中，參考了一些同類型的芯片，借鑒國微公司以往的設(shè)計經(jīng)驗，走創(chuàng)新改進的路子，比同類產(chǎn)品有許多優(yōu)勢和創(chuàng)新改進之處。首先它采用4路組相聯(lián)映射結(jié)構(gòu)，高效的LRU替換策略和靈活的寫策略，在這三種機制共同保障下，可使該芯片的cache命中率高達97％以上，使cache成為名副其實的命中率非常高的高速緩沖存儲器；其次是我們精心設(shè)計的存儲單元的讀寫控制及靈敏放大電路，快速的地址譯碼電路，使該cache的速

3、度可以輕松應付CPU主頻滿負荷運行，滿足項目設(shè)計的高速要求；再次，由于該芯片的設(shè)計、布局相對獨立、相對完整，可以作為一個完整的模塊，與其它微控制器和微處理器有機組合起來，為其所用，使其整體性能得到大幅度的提高。這使得國微公司以后可以在其它不同類型的微控制器或微處理器的設(shè)計中可以在此基礎(chǔ)之上，稍作改動即可使用。這種設(shè)計的靈活性減少了設(shè)計開發(fā)的時間、風險以及費用，從而用最快捷的方法實現(xiàn)最經(jīng)濟的解決方案；另外，由于設(shè)計方法的優(yōu)化和設(shè)計工具的使