面向通信算法的处理器核功能部件的设计和实现

发布时间：2017-11-20 17:28

  本文关键词：面向通信算法的处理器核功能部件的设计和实现

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【摘要】：通信目前是社会发展的神经系统,通信产业本身在国家经济发展中也在不断蓬勃发展,并开始逐渐作为我们国家国民经济的基础结构和先行产业。当前社会对通信需求开始不断增长,这些增长包括个人上网的无线通信业务或有线宽带业务和个人通话的卫星通信业务,这些业务的增长使得我国通信领域的更新换代速度不断加快,使得无线通信的发展在国家经济发展中的地位越发重要。我们针对通信算法需求,实现了一款面向通信算法的处理器。通信算法处理器,主要运算操作为加法、乘法以及加比选等操作,在各种操作中执行最多的只是简单的加/减、乘法、逻辑、访存、分支指令,所需设计的专用处理器的每个核计算单元都相对比较简单。本文的主要工作和创新点体现在以下几个方面:本文针对通信算法的需求,结合ARMv7指令集的特点,提出一款面向通信算法的同构多核处理器,本文的主要工作是对处理器核的功能部件(整数部件和浮点部件)进行设计与实现,并根据通信算法的应用,对所需通信指令进行了分类与处理,然后对指令实现的数据通路进行了流水线划分。对本文提出的处理器核整数部件进行了设计,主要完成了ALU模块、乘法单元模块和除法单元模块的设计。对于加法器通过并行前缀加法中的Kogge-stone算法进行了设计,对于乘法单元通过booth和Wallace树形结构算法进行了设计,对于除法单元通过Newton-Raphson算法进行了设计。针对通信算法的需求,结合ARMv7指令集的特点,本文设计出符合IEEE-754标准的浮点运算单元,并基于单精度浮点加减、乘除、开方、比较和整数与浮点之间的转换指令进行了浮点部件的设计。利用Xilinx公司的ISE14.1集成开发软件,完成了面向通信算法处理器核心的系统级验证平台的设计。对整数和浮点运算部件通过添加测试激励验证了功能部件的功能正确性。最后通过synposys公司的DC综合工具对核心运算部件中的整数部件和浮点部件进行具体的逻辑综合。
【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
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本文编号：1207970