基于AltiVec技術(shù)的向量處理單元的結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、本文結(jié)合西北工業(yè)大學航空微電子中心所承擔的“十五”國防預研項目：項目編號：41308010108，在該項目當中，作者負責高性能嵌入式微處理器“龍騰R2”的定點主控部件的設(shè)計和驗證，同時在該項目的基礎(chǔ)上，作者對在“龍騰”系列處理器上引入向量處理功能進行了深入的研究，提出了“龍騰”系列處理器上向量處理單元的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)，并對該結(jié)構(gòu)進行了簡要的性能評價。 作者的主要工作如下：1.深入研究PowerPC750微處理器體系結(jié)構(gòu)，完成了“龍騰R

2、2”微處理器定點主控部件的設(shè)計和驗證?！褒堯vR2”處理器實現(xiàn)了與PowerPC750處理器全兼容，主頻達到233Mhz。 2.在“龍騰R2”微處理器定點主控部件設(shè)計的基礎(chǔ)上，作者對Motorola公司的提出的在PowerPC體系結(jié)構(gòu)上擴展向量處理功能的AltiVec技術(shù)進行了深入的研究，包括其指令集，操作數(shù)類型，尋址方式等。相關(guān)的研究對在“龍騰”系列處理器中引入向量處理功能進行技術(shù)儲備。 3.作者結(jié)合AltiVec技術(shù)以

3、及超標量技術(shù)，設(shè)計了基于AltiVec技術(shù)的“龍騰”系列處理器中向量處理單元的控制通路邏輯結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)每周期可接收2條向量指令，采用5級流水線結(jié)構(gòu)，將動態(tài)指令調(diào)度技術(shù)合理的分配到流水線中，降低了前端體系結(jié)構(gòu)設(shè)計對后端物理設(shè)計的壓力，通過Simplescalar仿真工具，對多媒體基準程序進行仿真，該結(jié)構(gòu)的平均指令吞吐率為1.4。同指令靜態(tài)順序執(zhí)行結(jié)構(gòu)相比，該結(jié)構(gòu)在增加處理器的面積的代價下，獲得了較大的性能提高。 4.作者根據(jù)對Al