FT-MX DSP指令派发设计与指控通路的功能验证

发布时间：2017-10-28 20:25

  本文关键词：FT-MX DSP指令派发设计与指控通路的功能验证

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【摘要】：随着信息技术的深入发展,研发自主可控的高性能微处理器具有非常重要的意义。FT-MX处理器是国防科技大学微电子所自主研发的一款高性能低功耗的32位多核DSP芯片,芯片采用VLIW结构设计,支持16/32位变长指令集,每周期最大可以支持11条标/向量指令混合并行发射。由于FT-MX每周期指令流出数较大,并且支持可变长指令集的设计,使得设计实现高效的指令派发部件的难度增大。随着集成电路规模的越来越大,设计复杂度越来越高,集成电路的验证难度因此也越来越大,为了解决集成电路设计复杂度与验证能力之间的不匹配,集成电路验证技术已经成为研究的重点,得到了越来越多的重视。本文以高性能FT-MX处理器开发研制为背景,主要的工作内容包括以下几点:1)针对TI公司的DSP的示例数字信号领域的程序进行模拟,结合模拟结果以及分析结果,对FT-MX处理器的指令集进行了设计与优化,并对FT-MX处理器指令集进行了性能评估;2)结合FT-MX处理器的VLIW结构与处理器的指令集设计,实现了高效的并行指令派发部件设计,并对指令派发部件进行性能评估;3)对FT-MX处理器指控通路进行功能点总结,搭建基于模拟的系统级验证平台,对指控通路进行了模拟验证,并分析了模拟验证结果。对FT-MX处理器指控通路进行形式验证,采用等价性检查验证技术,将等价性检查与断言验证相结合,约束验证空间,建立黄金模型,搭建等价性检查的验证平台,对指控通路进行等价性检查。对两种验证进行分析与对比,为集成电路功能验证提供理论与实践的经验。
【关键词】：数字信号处理器 指令集设计 指令派发 集成电路功能验证 模拟验证 等价性检查
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP332
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 课题背景与意义10-11
• 1.2 数字信号处理器概述11-12
• 1.2.1 DSP芯片的发展历程12
• 1.2.2 DSP芯片结构特点以及发展趋势12
• 1.3 集成电路验证技术概述12-15
• 1.3.1 模拟验证技术13
• 1.3.2 断言验证技术13-14
• 1.3.3 硬件仿真验证技术14
• 1.3.4 形式化验证技术14-15
• 1.3.5 硅后验证技术15
• 1.4 课题主要研究的内容15-16
• 1.5 论文结构16-17
• 第二章 FT-MX总体结构与指令集设计17-27
• 2.1 FT-MX内核总体结构17-18
• 2.2 FT-MX指令集设计18-26
• 2.2.1 指令集设计方法18-20
• 2.2.2 FT-MX指令集设计20-25
• 2.2.3 FT-MX指令集设计评估25-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第三章 FT-MX指令派发部件设计与优化27-44
• 3.1 FT-MX指令派发技术27-29
• 3.1.1 取指包与执行包概念简介27
• 3.1.2 跨边界取指包派发技术27-28
• 3.1.3 分支延迟槽技术28-29
• 3.1.4 指令预取29
• 3.2 指令派发部件总体设计29-35
• 3.2.0 FT-MX的指令控制流水线29-32
• 3.2.1 指令派发部件功能概述32
• 3.2.2 指令派发的总体设计结构32-33
• 3.2.3 与派发相关的指令域分析33-35
• 3.3 指令派发部件的关键逻辑结构35-41
• 3.3.1 指令派发窗的形成35-38
• 3.3.2 指令派发的判定38-41
• 3.4 指令派发部件的性能分析评估41-43
• 3.4.1 指令派发部件硬件代价评估41-42
• 3.4.2 指令派发部件跨边界派发技术性能评估42
• 3.4.3 变长指令集设计对于指令派发部件的硬件代价42-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第四章 FT-MX指控通路的验证研究44-61
• 4.1 集成电路功能验证方法研究44-45
• 4.2 FT-MX指控通路的模拟验证45-54
• 4.2.1 FT-MX指控通路功能点总结45-50
• 4.2.2 FT-MX指控通路模拟测试平台搭建50-51
• 4.2.3 FT-MX指控通路模拟验证结果分析51-53
• 4.2.4 FT-MX指控通路模拟验证分析53-54
• 4.3 FT-MX指控通路的等价性检查验证54-59
• 4.3.1 验证空间约束54-57
• 4.3.2 黄金模型的建立57
• 4.3.3 验证平台搭建57-59
• 4.3.4 等价性检查验证结果分析59
• 4.4 FT-MX指控通路验证总体评估59-60
• 4.5 本章小结60-61
• 第五章 结束语61-63
• 5.1 本文总结61
• 5.2 工作展望61-63
• 致谢63-65
• 参考文献65-68
• 作者在读期间取得的学术成果68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 陈书明;李振涛;万江华;胡定磊;郭阳;汪东;扈啸;孙书为;;“银河飞腾”高性能数字信号处理器研究进展[J];计算机研究与发展;2006年06期

2 贾建革;段新安;李咏雪;;VLSI超大规模集成电路测试和验证的发展趋势[J];中国测试技术;2005年06期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 杨_";基于断言的功能验证方法研究[D];东南大学;2006年

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本文编号：1109835