可擴(kuò)展64核處理器關(guān)鍵技術(shù)研究——單核、加速器架構(gòu)及h.264解碼器實(shí)現(xiàn)

1、目錄目錄目錄??????????????????????????????????????????．．I英文縮寫說(shuō)明???????????????????????????．．I I I圖表索引?????????????????????????????一I V摘要??????????????????????????????????????????V IA b s t r a c t ?????????????????????????????

2、??????????V I I I第一章緒論????????????????????????????一11 ．1 課題背景??????????????????????????．11 ．1 ．1 傳統(tǒng)單核處理器的缺陷?????????????????．．11 ．1 ．2 多核處理器的優(yōu)勢(shì)???????????????????．．31 ．1 ．3 豐富異構(gòu)加速器的多核處理器架構(gòu)????????????．．31 ．1 ．4 相關(guān)工作介紹???

3、??????????????????．．41 ．2 本文設(shè)計(jì)思想與主要工作???????????????????．41 ．2 ．1 本文主要設(shè)計(jì)思想???????????????????．．41 ．2 ．2 本文主要工作?????????????????????．．51 ．3 論文結(jié)構(gòu)安排????????????????????????．6第二章6 4 核處理器架構(gòu)與高能效單核設(shè)計(jì)???????????????．72 ．1 面向應(yīng)用異構(gòu)

4、加速的6 4 核處理器架構(gòu)??????????????72 ．26 4 核處理器單核邏輯設(shè)計(jì)???????????????????．9 2 ．2 ．1 性能優(yōu)化——梳水線優(yōu)化????????????????l O2 ．2 ．2 性能優(yōu)化——電路設(shè)計(jì)優(yōu)化???????????????l l2 ．2 ．3 性能優(yōu)化——指令集優(yōu)化????????????????1 42 ．2 ．4 功耗優(yōu)化——架構(gòu)簡(jiǎn)化?????????????????1 5

5、2 ．2 ．5 功耗優(yōu)化——電路設(shè)計(jì)優(yōu)化???????????????1 52 ．36 4 核處理器單核低功耗寄存器堆設(shè)計(jì)??????????????1 62 ．3 ．1 異步時(shí)鐘控制的讀隔離?????????????????1 72 ．3 ．2 軟件指導(dǎo)的寫丟棄???????????????????1 82 ．3 ．3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析????????????????????2 22 ．46 4 核處理器低功耗指令存儲(chǔ)設(shè)計(jì)???????

6、?????????2 42 ．4 ．1 架構(gòu)設(shè)計(jì)???????????????????????．2 52 ．4 ．2 共享存儲(chǔ)訪問判決???????????????????2 72 ．4 ．3 靜態(tài)分支與動(dòng)態(tài)分支??????????????????2 82 ．4 ．4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析????????????????????3 0第三章豐富異構(gòu)加速器架構(gòu)設(shè)計(jì)???????????????????3 33 ．1 全局包交換與局部令牌環(huán)互聯(lián)?

7、????????????????3 33 ．1 ．1 環(huán)與節(jié)點(diǎn)處理器、加速器的互聯(lián)?????????????3 53 ．1 ．2 環(huán)控制器的設(shè)計(jì)????????????????????3 63 ．1 ．3 環(huán)互聯(lián)應(yīng)用示例????????????????????4 43 ．2 豐富異構(gòu)加速器架構(gòu)設(shè)計(jì)???????????????????4 53 ．2 ．1 加速器設(shè)計(jì)基本理念??????????????????4 53 ．2 ．2 加速器

8、設(shè)計(jì)過程——_ H ．2 6 4 解碼器加速器設(shè)計(jì)示例?????．5 03 ．2 ．2 ．1 碼流解析加速器設(shè)計(jì)?????????????????．5 1英文縮寫說(shuō)明英文縮寫說(shuō)明N o C N e t w o r k o n C h i p 片上網(wǎng)絡(luò)S I M D S i n g l eI n s t r u c t i o n M u l t i p l e D a t a 單指令多數(shù)據(jù)S I M P S i n g l eI n s

9、 t r u c t i o n M u l t i p l eP r o c e s s 單指令多進(jìn)程F I F O F i r s t I nF i r s tO u t 先進(jìn)先出隊(duì)列2 D ．M e s h T w o D i m e n s i o n M e s h 二維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)F F T F a s tF o u r i e r T r a n s f o r m a t i o n 快速傅里葉變換V C O V o l t

10、 a g e C o n t r o l l e dO s c i l l a t o r 壓控振蕩器D M A D i r e c tM e m o r y A c c e s s 直接存儲(chǔ)器訪問S R A M S t a t i cR a n d o m A c c e s s M e m o r y 靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器C M O S C o m p l e m e n t a r y M e t a lO x i d e S e

11、m i c o n d u c t o r 互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體A S I C A p p l i e d S p e c i f i cI n t e g r a t e dC i r c u i t s 專用集成電路I D C T I n v e r s e D i s c r e t eC o s i n e T r a n s f o r m a t i o n 反離散余弦變換I D H T I n v e r s e D i

12、s c r e t eH a r d a m a d T r a n s f o r m a t i o n 反離散哈達(dá)瑪變換D W T D i s c r e t eW a l s h T r a n s f o r m a t i o n 離散沃爾什變換G P G e n e r a l P u r p o s e 通用目的T M T r a n s a c t i o n a lM e m o r y 事務(wù)級(jí)內(nèi)存I T R SI

13、n t e r n a t i o n a l T e c h n o l o g yR o a d m a p f o rS e m i c o n d u c t o r s 國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)藍(lán)圖I P C I n s t r u c t i o n P e r C y c l e 每周期執(zhí)行指令數(shù)I L P I n s t r u c t i o n L e v e l P a r a l l e l i s m 指令集并行V L