16位定點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器DSPD16數(shù)據(jù)路徑的設(shè)計(jì).pdf

1、DSP芯片已成為集成電路中發(fā)展最快的電子產(chǎn)品,尤其是16位定點(diǎn)DSP器件是市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品.在國(guó)外已經(jīng)有不少成熟的DSP產(chǎn)品,但是國(guó)內(nèi)在DSP芯片設(shè)計(jì)方面的研究仍然處于起步階段.作者承擔(dān)了"16位定點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器DSPD16芯片設(shè)計(jì)"項(xiàng)目中數(shù)據(jù)路徑的設(shè)計(jì)研究工作.論文考察了當(dāng)前通用數(shù)字信號(hào)處理器的體系結(jié)構(gòu),根據(jù)16位定點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器DSPD16要實(shí)現(xiàn)的指令系統(tǒng)功能,確定了其數(shù)據(jù)路徑的結(jié)構(gòu).論文設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是數(shù)據(jù)路徑中各運(yùn)算部件的邏輯級(jí)

2、及電路級(jí)設(shè)計(jì),并充分運(yùn)用了電路設(shè)計(jì)策略來提高電路性能.對(duì)該數(shù)據(jù)路徑的設(shè)計(jì),論文完成的主要工作有:1.文中根據(jù)指令系統(tǒng)所要求的移位功能的不同,設(shè)計(jì)了三個(gè)桶形移位器,分別采用了全編碼、全譯碼、部分譯碼三種不同的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn).2.對(duì)于不同的運(yùn)算功能,采用了不同的加法器方案.其中32位算術(shù)邏輯運(yùn)算單元的設(shè)計(jì),本文提出了一種完全由選擇器構(gòu)成的選擇進(jìn)位加法器的新方案,也就是在分段的選擇進(jìn)位加法器段內(nèi)繼續(xù)采用選擇進(jìn)位加法結(jié)構(gòu).理論分析及電路仿真結(jié)果表明

3、采用文中提出的選擇進(jìn)位加法器結(jié)構(gòu)能有效降低進(jìn)位電路的延時(shí).3.對(duì)于16x16位定點(diǎn)乘法器,采用基4的Booth算法,以保留進(jìn)位加法器構(gòu)成并行陣列乘法器作為運(yùn)算的主要部分,并對(duì)其中的關(guān)鍵電路結(jié)構(gòu)、單元進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì).論文將復(fù)雜的16位定點(diǎn)DSP微處理器數(shù)據(jù)路徑的功能劃分為小的功能模塊,對(duì)其中主要模塊在邏輯級(jí)上進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì),并進(jìn)行了功能仿真驗(yàn)證;在電路級(jí)層次上對(duì)主要電路單元進(jìn)行了設(shè)計(jì)和時(shí)序仿真驗(yàn)證,結(jié)果表明設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)所要求的指令功能.