雙核處理器多級Cache的研究.pdf

1、本論文的研究內(nèi)容是基于“十五”預(yù)研課題，目的是研究RISC微處理器的體系結(jié)構(gòu)和方法，設(shè)計(jì)兼容于PowerPC指令集的32位嵌入式微處理器。 在課題研究中，本文作者主要負(fù)責(zé)高性能嵌入式微處理器“龍騰R2”的存儲管理部件(Memory Management Unit，MMU)、一級Cache和二級Cache的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上，對雙核系統(tǒng)中Cache的層次結(jié)構(gòu)和一致性問題進(jìn)行了深入的研究，并提出雙核處理器“龍騰：D2”二級Cac

2、he的設(shè)計(jì)方案。 作者的主要工作如下： 1．對高性能微處理器中的存儲管理和Cache組織控制方法進(jìn)行了系統(tǒng)研究，在研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了適應(yīng)PowerPC指令集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的存儲管理單元、一級Cache以及二級Cache，并應(yīng)用于“龍騰R2”微處理器中，經(jīng)仿真分析，其功能和PowerPC750完全兼容。 2．在完成“龍騰R2”的研究基礎(chǔ)上，對單片多處理器體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，分析了雙核處理器Cache層次以及互聯(lián)結(jié)構(gòu)

3、，并提出適用于“龍騰D2”雙核處理器體系結(jié)構(gòu)的協(xié)同式二級Cache的設(shè)計(jì)方案。 3．研究了現(xiàn)行的解決高速緩存一致性的硬件實(shí)現(xiàn)方式，對多種一致性協(xié)議進(jìn)行了定性的分析和比較，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了適用于“龍騰D2”雙核處理器的Cache一致性協(xié)議——MESI監(jiān)聽協(xié)議。 4．完成了“龍騰D2”雙核處理器中二級Cache的設(shè)計(jì)，包括整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、硬件支持、互聯(lián)機(jī)制、主控狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)等。支持協(xié)同式Cache全局的、“共享”的管理方式